Struktur asas gentian optik

Gentian terdedah gentian optik biasanya dibahagikan kepada tiga lapisan: teras, pelapisan dan salutan.

Teras gentian dan pelapisan terdiri daripada kaca dengan indeks biasan yang berbeza, bahagian tengahnya ialah teras kaca indeks biasan tinggi (silika terdop germanium), dan bahagian tengah ialah pelapisan kaca silika indeks biasan rendah (silika tulen). Cahaya memasuki gentian pada sudut kejadian tertentu, dan jumlah pelepasan berlaku di antara gentian dan pelapisan (kerana indeks biasan pelapisan adalah lebih rendah sedikit daripada teras), jadi ia boleh merambat dalam gentian.

Fungsi utama salutan adalah untuk melindungi gentian optik daripada kerosakan luaran, sambil meningkatkan fleksibiliti gentian optik. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, teras dan pelapisan diperbuat daripada kaca dan tidak boleh dibengkokkan dan rapuh. Penggunaan lapisan salutan melindungi dan memanjangkan hayat gentian.

Lapisan sarung luar ditambah kepada gentian tidak terdedah. Selain melindunginya, sarung luar warna yang berbeza juga boleh digunakan untuk membezakan pelbagai gentian optik.

Gentian optik dibahagikan kepada gentian mod tunggal (Single Mode Fiber) dan gentian multimode (Multi Mode Fiber) mengikut mod penghantaran. Cahaya memasuki gentian pada sudut kejadian tertentu, dan pelepasan penuh berlaku di antara gentian dan pelapisan. Apabila diameternya kecil, hanya satu arah cahaya dibenarkan melalui, iaitu gentian mod tunggal; apabila diameter gentian besar, cahaya boleh dibenarkan. Suntikan dan rambat pada berbilang sudut kejadian, kali ini ia dipanggil gentian berbilang mod.

Ciri penghantaran gentian optik

Gentian optik mempunyai dua ciri penghantaran utama: kehilangan dan penyebaran. Kehilangan gentian optik merujuk kepada pengecilan per unit panjang gentian optik, dalam dB/km. Tahap kehilangan gentian optik secara langsung mempengaruhi jarak penghantaran sistem komunikasi gentian optik atau jarak antara stesen geganti. Penyerakan gentian merujuk kepada fakta bahawa isyarat yang dihantar oleh gentian dibawa oleh komponen frekuensi yang berbeza dan komponen mod yang berbeza, dan kelajuan penghantaran komponen frekuensi yang berbeza dan komponen mod yang berbeza adalah berbeza, yang membawa kepada herotan isyarat.

Penyerakan gentian dibahagikan kepada penyebaran bahan, penyebaran pandu gelombang dan penyebaran modal. Dua jenis serakan pertama disebabkan oleh isyarat bukan satu frekuensi, dan jenis serakan yang kedua disebabkan oleh isyarat bukan satu mod. Isyarat bukan mod tunggal akan menyebabkan penyebaran mod.

Gentian mod tunggal hanya mempunyai satu mod asas, jadi hanya terdapat serakan bahan dan serakan pandu gelombang, dan tiada serakan modal. Gentian berbilang mod mempunyai penyebaran antara mod. Penyerakan gentian optik bukan sahaja menjejaskan kapasiti penghantaran gentian optik, tetapi juga mengehadkan jarak geganti sistem komunikasi gentian optik.

Gentian mod tunggal

Gentian mod tunggal (Fiber Mod Tunggal), cahaya memasuki gentian pada sudut kejadian tertentu, dan pelepasan penuh berlaku di antara gentian dan pelapisan. Apabila diameter dipendekkan, hanya satu arah cahaya dibenarkan melalui, iaitu gentian mod tunggal; Teras kaca pusat gentian mod adalah sangat nipis, diameter teras biasanya 8.5 atau 9.5 μm, dan ia berfungsi pada panjang gelombang 1310 dan 1550 nm.

Gentian pelbagai mod

Gentian berbilang mod (Gentian Berbilang Mod) ialah gentian yang membenarkan penghantaran mod berbilang berpandu. Diameter teras gentian berbilang mod biasanya 50μm/62.5μm. Oleh kerana diameter teras gentian berbilang mod adalah agak besar, ia boleh membenarkan mod cahaya yang berbeza dihantar pada satu gentian. Panjang gelombang standard multimode masing-masing ialah 850nm dan 1300nm. Terdapat juga standard gentian multimode baharu yang dipanggil WBMMF (Wideband Multimode Fiber), yang menggunakan panjang gelombang antara 850nm dan 953nm.

Kedua-dua gentian mod tunggal dan gentian berbilang mod mempunyai diameter pelapisan 125 μm.

Gentian mod tunggal atau gentian berbilang mod?

Jarak penghantaran

Diameter gentian mod tunggal yang lebih kecil menjadikan pantulan lebih ketat, membenarkan hanya satu mod cahaya bergerak, supaya isyarat optik boleh bergerak lebih jauh. Apabila cahaya melalui teras, jumlah pantulan cahaya berkurangan, mengurangkan pengecilan dan menyebabkan perambatan isyarat selanjutnya. Kerana ia tidak mempunyai penyebaran antara mod atau penyebaran antara mod kecil, gentian mod tunggal boleh menghantar 40 kilometer atau lebih tanpa menjejaskan isyarat. Oleh itu, gentian mod tunggal biasanya digunakan untuk penghantaran data jarak jauh dan digunakan secara meluas dalam syarikat telekomunikasi dan pembekal TV kabel dan universiti, dsb.

Gentian berbilang mod mempunyai teras diameter yang lebih besar dan boleh menghantar cahaya dalam pelbagai mod. Dalam penghantaran berbilang mod, disebabkan saiz teras yang lebih besar, penyebaran antara mod lebih besar, iaitu isyarat optik "merebak" lebih cepat. Kualiti isyarat akan berkurangan semasa penghantaran jarak jauh, jadi gentian berbilang mod biasanya digunakan untuk jarak dekat, aplikasi audio/video dan rangkaian kawasan setempat (LAN), dan gentian berbilang mod OM3/OM4/OM5 boleh menyokong tinggi. -penghantaran data yang laju.

Lebar jalur, kapasiti

Lebar jalur ditakrifkan sebagai keupayaan untuk membawa maklumat. Faktor utama yang mempengaruhi lebar jalur penghantaran gentian optik ialah pelbagai penyebaran, di mana penyebaran modal adalah yang paling penting. Penyerakan gentian mod tunggal adalah kecil, jadi ia boleh menghantar cahaya dalam jalur frekuensi yang luas untuk jarak yang jauh. Oleh kerana gentian berbilang mod akan menghasilkan gangguan, gangguan dan masalah kompleks lain, ia tidak sebaik gentian mod tunggal dalam lebar jalur dan kapasiti. Generasi terkini lebar jalur gentian berbilang mod OM5 ditetapkan kepada 28000MHz/km, manakala lebar jalur gentian mod tunggal adalah lebih besar.