Struktura bazë e fibrës optike

Fibra e zhveshur e fibrës optike zakonisht ndahet në tre shtresa: bërthama, veshja dhe veshja.

Bërthama e fibrës dhe veshja përbëhen nga qelqi me indekse të ndryshme thyerjeje, qendra është një bërthamë qelqi me indeks të lartë thyerjeje (silicë e dopuar me germanium), dhe në mes është një veshje qelqi silicë me indeks të ulët thyerjeje (silicë e pastër). Drita hyn në fibër në një kënd të caktuar incidence dhe emetimi total ndodh midis fibrës dhe veshjes (sepse indeksi i thyerjes së veshjes është pak më i ulët se bërthama), kështu që mund të përhapet në fibër.

Funksioni kryesor i veshjes është të mbrojë fibrën optike nga dëmtimet e jashtme, duke rritur fleksibilitetin e fibrës optike. Siç u përmend më herët, bërthama dhe veshja janë prej qelqi dhe nuk mund të jenë të përkulura dhe të brishta. Përdorimi i shtresës së veshjes mbron dhe zgjat jetën e fibrës.

Një shtresë e mbështjellës së jashtme i shtohet fibrës jo të zhveshur. Përveç mbrojtjes së tij, mbështjellësi i jashtëm me ngjyra të ndryshme mund të përdoret edhe për të dalluar fibra të ndryshme optike.

Sipas mënyrës së transmetimit, fibra optike ndahet në fibër me një modalitet (Single Mode Fiber) dhe fibër shumëmodëshe (Fibra me shumë mënyra). Drita hyn në fibër në një kënd specifik të incidencës dhe emetimi i plotë ndodh midis fibrës dhe veshjes. Kur diametri është i vogël, lejohet të kalojë vetëm një drejtim i dritës, domethënë një fibër me një modalitet; kur diametri i fibrës është i madh, drita mund të lejohet. Injektoni dhe përhapeni në kënde të shumta përplasjeje, këtë herë quhet fibër multimode.

Karakteristikat e transmetimit të fibrave optike

Fibra optike ka dy karakteristika kryesore të transmetimit: humbje dhe shpërndarje. Humbja e një fibre optike i referohet dobësimit për njësi të gjatësisë së fibrës optike, në dB/km. Niveli i humbjes së fibrës optike ndikon drejtpërdrejt në distancën e transmetimit të sistemit të komunikimit të fibrës optike ose distancën midis stacioneve rele. Dispersioni i fibrës i referohet faktit që sinjali i transmetuar nga fibra kryhet nga komponentë të ndryshëm të frekuencës dhe komponentë të ndryshëm të modalitetit, dhe shpejtësitë e transmetimit të komponentëve të ndryshëm të frekuencës dhe komponentëve të ndryshëm të modalitetit janë të ndryshme, gjë që çon në shtrembërim të sinjalit.

Shpërndarja e fibrave ndahet në dispersion material, shpërndarje valësh dhe shpërndarje modale. Dy llojet e para të shpërndarjes shkaktohen nga fakti se sinjali nuk është një frekuencë e vetme, dhe lloji i fundit i shpërndarjes shkaktohet nga fakti se sinjali nuk është një modalitet i vetëm. Sinjali nuk është një modalitet i vetëm do të shkaktojë shpërndarje të modalitetit.

Fibra me një modalitet ka vetëm një modalitet themelor, kështu që ka vetëm shpërndarje materiale dhe shpërndarje të valëve, dhe asnjë shpërndarje modale. Fibra multimodale ka shpërndarje ndër-modale. Dispersioni i fibrës optike jo vetëm që ndikon në kapacitetin transmetues të fibrës optike, por gjithashtu kufizon distancën e stafetës së sistemit të komunikimit të fibrës optike.

Fibër me një modalitet

Fibër me një modalitet (Fibra me një modalitet), drita hyn në fibër në një kënd të caktuar përplasjeje dhe emetimi i plotë ndodh midis fibrës dhe veshjes. Kur diametri shkurtohet, lejohet të kalojë vetëm një drejtim i dritës, domethënë një fije me një modalitet; Bërthama qendrore e qelqit e fibrës së modalitetit është shumë e hollë, diametri i bërthamës është përgjithësisht 8.5 ose 9.5 μm dhe funksionon në gjatësi vale 1310 dhe 1550 nm.

Fibër multimodale

Fibër me shumë mënyra (Fibra me shumë mënyra) është një fibër që lejon transmetimin me mënyra të shumëfishta të drejtuara. Diametri i bërthamës së një fije multimode është përgjithësisht 50μm/62.5μm. Për shkak se diametri i bërthamës së një fije multimode është relativisht i madh, ai mund të lejojë që mënyra të ndryshme të dritës të transmetohen në një fije. Gjatësia standarde e valës së multimodës është përkatësisht 850 nm dhe 1300 nm. Ekziston gjithashtu një standard i ri i fibrave multimode të quajtur WBMMF (Fibra Multimode me brez të gjerë), i cili përdor gjatësi vale midis 850 nm dhe 953 nm.

Si fibra me një modalitet ashtu edhe fibra me shumë mënyra kanë një diametër të veshjes prej 125 μm.

Fibër me një modalitet apo fibër me shumë mënyra?

Distanca e transmetimit

Diametri më i vogël i fibrës me një modalitet e bën reflektimin më të ngushtë, duke lejuar vetëm një mënyrë drite të udhëtojë, në mënyrë që sinjali optik të mund të udhëtojë më larg. Ndërsa drita kalon nëpër bërthamë, sasia e reflektimeve të dritës zvogëlohet, duke zvogëluar dobësimin dhe duke shkaktuar përhapjen e mëtejshme të sinjalit. Për shkak se nuk ka shpërndarje ndër-mode ose shpërndarje të vogël ndër-mode, fibra me një modalitet mund të transmetojë 40 kilometra ose më shumë pa ndikuar në sinjal. Prandaj, fibra me një modalitet përdoret përgjithësisht për transmetimin e të dhënave në distanca të gjata dhe përdoret gjerësisht në kompanitë e telekomunikacionit dhe ofruesit e TV kabllor dhe universitetet, etj.

Fibra multimode ka një bërthamë me diametër më të madh dhe mund të transmetojë dritë në mënyra të shumta. Në transmetimin me shumë mënyra, për shkak të madhësisë më të madhe të bërthamës, shpërndarja ndër-modale është më e madhe, domethënë, sinjali optik "përhapet" më shpejt. Cilësia e sinjalit do të reduktohet gjatë transmetimit në distanca të gjata, kështu që fibra me shumë modalitete zakonisht përdoret për distanca të shkurtra, aplikacione audio/video dhe rrjete lokale (LAN), dhe fibra me shumë modalitete OM3/OM4/OM5 mund të mbështesë të lartë - shpejtësia e transmetimit të të dhënave.

Gjerësia e brezit, kapaciteti

Gjerësia e brezit përcaktohet si aftësia për të bartur informacion. Faktori kryesor që ndikon në gjerësinë e brezit të transmetimit të fibrave optike janë dispersionet e ndryshme, nga të cilat shpërndarja modale është më e rëndësishmja. Dispersioni i fibrës me një modalitet është i vogël, kështu që mund të transmetojë dritë në një brez të gjerë frekuence për një distancë të gjatë. Meqenëse fibra me shumë mënyra do të prodhojë ndërhyrje, ndërhyrje dhe probleme të tjera komplekse, nuk është aq e mirë sa fibra me një modalitet në gjerësi bande dhe kapacitet. Gjenerata më e fundit e brezit të fibrave me shumë modalitete OM5 është vendosur në 28000 MHz/km, ndërsa gjerësia e brezit të fibrave me një modalitet është shumë më e madhe.