Основна структура оптичког влакна
Голо влакно оптичког влакна се обично дели у три слоја: језгро, облога и премаз.
Језгро и облога влакана се састоје од стакла са различитим индексима преламања, центар је стаклено језгро са високим индексом преламања (силицијум диоксид допиран германијумом), а средина је облога од силицијумског стакла са ниским индексом преламања (чисти силицијум диоксид). Светлост улази у влакно под одређеним упадним углом, а укупна емисија настаје између влакна и омотача (јер је индекс преламања омотача нешто нижи од језгра), тако да може да се шири у влакну.
Главна функција премаза је да заштити оптичко влакно од спољашњих оштећења, уз повећање флексибилности оптичког влакна. Као што је раније поменуто, језгро и облога су направљени од стакла и не могу бити савијени и ломљиви. Употреба премазног слоја штити и продужава век трајања влакана.
Слој спољашњег омотача се додаје на неголе влакно. Поред заштите, спољни омотач различитих боја може се користити и за разликовање различитих оптичких влакана.
Оптичко влакно је подељено на једномодно влакно (Сингле Моде Фибер) и вишемодно влакно (Мулти Моде Фибер) према начину преноса. Светлост улази у влакно под одређеним упадним углом, а пуна емисија се јавља између влакна и облоге. Када је пречник мали, дозвољено је да прође само један правац светлости, односно једномодно влакно; када је пречник влакна велики, светлост се може дозволити. Ињектирајте и пропагирајте под више упадних углова, овог пута се зове мултимодно влакно.
Карактеристике преноса оптичких влакана
Оптичко влакно има две главне карактеристике преноса: губитак и дисперзију. Губитак оптичког влакна се односи на слабљење по јединици дужине оптичког влакна, у дБ/км. Ниво губитка оптичких влакана директно утиче на даљину преноса комуникационог система оптичких влакана или на растојање између релејних станица. Дисперзија влакана се односи на чињеницу да се сигнал који преноси влакно преноси различитим фреквентним компонентама и различитим компонентама режима, а брзине преноса различитих фреквентних компоненти и различитих компоненти режима су различите, што доводи до изобличења сигнала.
Дисперзија влакана је подељена на дисперзију материјала, дисперзију таласовода и модалну дисперзију. Прве две врсте дисперзије су узроковане тиме што сигнал није једне фреквенције, а друга врста дисперзије је узрокована тиме што сигнал није једноструки мод. Сигнал није у једном моду ће изазвати дисперзију мода.
Једномодно влакно има само један основни мод, тако да постоји само дисперзија материјала и дисперзија таласовода, а нема модалне дисперзије. Вишемодно влакно има интер-модну дисперзију. Дисперзија оптичког влакна не утиче само на преносни капацитет оптичког влакна, већ и ограничава релејну удаљеност комуникационог система оптичких влакана.
Једномодно влакно
Једномодно влакно (Сингле Моде Фибер), светлост улази у влакно под одређеним упадним углом, а пуна емисија се јавља између влакна и облоге. Када се пречник скрати, дозвољено је да прође само један правац светлости, односно једномодно влакно; Централно стаклено језгро модног влакна је веома танко, пречник језгра је углавном 8,5 или 9,5 μм и ради на таласним дужинама од 1310 и 1550 нм.
Вишемодно влакно
Вишемодно влакно (Мулти Моде Фибер) је влакно које омогућава вишеструки вођени начин преноса. Пречник језгра мултимодног влакна је генерално 50 μм/62,5 μм. Пошто је пречник језгра мултимодног влакна релативно велик, може дозволити да се различити модови светлости пренесу на једно влакно. Стандардне таласне дужине мултимода су 850 нм и 1300 нм. Постоји и нови стандард за вишемодна влакна под називом ВБММФ (Видебанд Мултимоде Фибер), који користи таласне дужине између 850нм и 953нм.
И једномодно влакно и вишемодно влакно имају пречник омотача од 125 μм.
Једномодно влакно или вишемодно влакно?
Удаљеност преноса
Мањи пречник једномодног влакна чини рефлексију чвршћом, дозвољавајући само једном моду светлости да путује, тако да оптички сигнал може да путује даље. Како светлост пролази кроз језгро, количина рефлексије светлости се смањује, смањујући слабљење и изазивајући даље ширење сигнала. Пошто нема међумодну дисперзију или малу међумодну дисперзију, једномодно влакно може да преноси 40 километара или више без утицаја на сигнал. Због тога се једномодно влакно углавном користи за пренос података на велике удаљености и широко се користи у телекомуникационим компанијама и провајдерима кабловске телевизије и универзитетима, итд.
Вишемодно влакно има језгро већег пречника и може да преноси светлост на више начина. У вишемодном преносу, због веће величине језгра, међумодна дисперзија је већа, односно оптички сигнал се брже „шири“. Квалитет сигнала ће бити смањен током преноса на велике удаљености, тако да се вишемодна влакна обично користе за апликације на кратким удаљеностима, аудио/видео и локалне мреже (ЛАН), а ОМ3/ОМ4/ОМ5 мулти-моде влакно може да подржи високе -брзина преноса података.
Пропусни опсег, капацитет
Пропусни опсег се дефинише као способност преноса информација. Главни фактор који утиче на ширину опсега преноса оптичких влакана су различите дисперзије, од којих је најважнија модална дисперзија. Дисперзија једномодног влакна је мала, тако да може да преноси светлост у широком фреквентном опсегу на велике удаљености. Пошто ће вишемодно влакно производити сметње, сметње и друге сложене проблеме, оно није тако добро као једномодно влакно по пропусности и капацитету. Најновија генерација вишемодног пропусног опсега за влакна ОМ5 је постављена на 28000МХз/км, док је пропусност за једномодно влакно много већа.