Основната структура на оптичкото влакно

Голите влакна на оптичкото влакно обично се делат на три слоја: јадро, облога и облога.

Јадрото и облогата на влакната се составени од стакло со различни индекси на рефракција, центарот е стаклено јадро со висок индекс на рефракција (силика со допирана германиум), а средината е стаклена обвивка од силика со низок индекс на рефракција (чиста силика). Светлината влегува во влакното под специфичен агол на инциденца, а вкупната емисија се јавува помеѓу влакното и облогата (бидејќи индексот на прекршување на облогата е малку помал од јадрото), така што може да се шири во влакното.

Главната функција на облогата е да го заштити оптичкото влакно од надворешно оштетување, истовремено зголемувајќи ја флексибилноста на оптичкото влакно. Како што беше споменато претходно, јадрото и облогата се направени од стакло и не можат да бидат свиткани и кревки. Употребата на слојот за обложување го штити и го продолжува животниот век на влакното.

На неголото влакно се додава слој од надворешна обвивка. Освен за заштита, надворешната обвивка од различни бои може да се користи и за разликување на различни оптички влакна.

Оптичкото влакно е поделено на едномодни влакна (Single Mode Fiber) и мултимодни влакна (Multi Mode Fiber) според режимот на пренос. Светлината влегува во влакното под специфичен агол на инциденца, а целосната емисија се јавува помеѓу влакното и облогата. Кога дијаметарот е мал, дозволено е да помине само една насока на светлината, односно влакно со еден режим; кога дијаметарот на влакното е голем, може да се дозволи светлина. Инјектирајте и пропагирајте под повеќекратни упадни агли, овој пат тоа се нарекува мултимодно влакно.

Карактеристики на пренос на оптички влакна

Оптичкото влакно има две главни карактеристики на пренос: губење и дисперзија. Загубата на оптичкото влакно се однесува на слабеењето по единица должина на оптичкото влакно, во dB/km. Нивото на загуба на оптички влакна директно влијае на растојанието на пренос на системот за комуникација со оптички влакна или на растојанието помеѓу релејните станици. Дисперзијата на влакната се однесува на фактот дека сигналот што го пренесува влакното го носат различни фреквентни компоненти и различни компоненти на режимот, а брзините на пренос на различни фреквентни компоненти и различни компоненти на режимот се различни, што доведува до нарушување на сигналот.

Дисперзијата на влакна е поделена на дисперзија на материјал, дисперзија на брановоди и модална дисперзија. Првите два вида дисперзија се предизвикани од тоа што сигналот не е една фреквенција, а вториот вид на дисперзија е предизвикан од тоа што сигналот не е единствен режим. Сигналот не е единствен режим ќе предизвика дисперзија на режимот.

Едномоделното влакно има само еден основен режим, така што има само дисперзија на материјал и дисперзија на брановоди, а нема модална дисперзија. Мултимодното влакно има интер-режимска дисперзија. Дисперзијата на оптичкото влакно не само што влијае на преносниот капацитет на оптичкото влакно, туку и го ограничува растојанието на релето на системот за комуникација со оптичките влакна.

Влакно со еден режим

Влакно со еден режим (Single Mode Fiber), светлината влегува во влакното под специфичен агол на упад и се јавува целосна емисија помеѓу влакното и облогата. Кога дијаметарот е скратен, дозволено е да помине само една насока на светлината, односно влакно со еден режим; Централното стаклено јадро на модното влакно е многу тенко, дијаметарот на јадрото е генерално 8,5 или 9,5 μm и работи на бранови должини од 1310 и 1550 nm.

Мултимодни влакна

Мулти-режим влакна (Влакна со повеќе режими) е влакно што овозможува пренос на повеќекратен воден режим. Дијаметарот на јадрото на мултимодни влакна е генерално 50μm/62,5μm. Бидејќи дијаметарот на јадрото на мултимодни влакно е релативно голем, може да дозволи различни начини на светлина да се пренесуваат на едно влакно. Стандардните бранови должини на мултимод се 850 nm и 1300 nm соодветно. Има и нов стандард за мултимодни влакна наречен WBMMF (Wideband Multimode Fiber), кој користи бранови должини помеѓу 850nm и 953nm.

И едномодните влакна и влакната со повеќе режими имаат дијаметар на обложување од 125 μm.

Едномодни влакна или повеќемодни влакна?

Растојание на пренос

Помалиот дијаметар на едномодни влакно го прави рефлексијата поцврста, дозволувајќи само еден режим на светлина да патува, така што оптичкиот сигнал може да патува подалеку. Како што светлината минува низ јадрото, количината на рефлексии на светлината се намалува, намалувајќи го слабеењето и предизвикувајќи понатамошно ширење на сигналот. Бидејќи нема дисперзија меѓу режими или мала дисперзија меѓу режими, едномодни влакна може да пренесуваат 40 километри или повеќе без да влијае на сигналот. Затоа, едномодните влакна генерално се користат за пренос на податоци на долги растојанија и широко се користат во телекомуникациските компании и давателите на кабловска телевизија и универзитетите, итн.

Мултимодното влакно има јадро со поголем дијаметар и може да пренесува светлина во повеќе режими. Во мулти-режим пренос, поради поголемата големина на јадрото, дисперзијата меѓу режимите е поголема, односно оптичкиот сигнал се „шири“ побрзо. Квалитетот на сигналот ќе се намали за време на преносот на долги растојанија, така што влакната со повеќе режими обично се користат за апликации на кратки растојанија, аудио/видео апликации и локални мрежи (LAN), а мулти-режимното влакно OM3/OM4/OM5 може да поддржува висока -брзински пренос на податоци.

Пропусен опсег, капацитет

Пропусниот опсег е дефиниран како способност за пренесување информации. Главниот фактор кој влијае на ширината на преносната лента на оптичките влакна се различните дисперзии, од кои модалната дисперзија е најважна. Дисперзијата на едномодни влакна е мала, така што може да пренесува светлина во широк фреквентен опсег на долго растојание. Бидејќи влакната со повеќе режими ќе произведуваат пречки, пречки и други сложени проблеми, тоа не е толку добро како едномодно влакно во пропусниот опсег и капацитет. Најновата генерација на пропусниот опсег на оптички влакна со повеќе режими OM5 е поставена на 28000 MHz/km, додека пропусниот опсег на влакна со еден режим е многу поголем.