Ang pangunahing istraktura ng optical fiber

Ang hubad na hibla ng optical fiber ay karaniwang nahahati sa tatlong mga layer: core, cladding at coating.

Ang fiber core at cladding ay binubuo ng salamin na may iba't ibang refractive index, ang gitna ay isang mataas na refractive index glass core (germanium-doped silica), at ang gitna ay isang mababang refractive index silica glass cladding (pure silica). Ang liwanag ay pumapasok sa hibla sa isang tiyak na anggulo ng saklaw, at ang kabuuang paglabas ay nangyayari sa pagitan ng hibla at ng cladding (dahil ang refractive index ng cladding ay bahagyang mas mababa kaysa sa core), kaya maaari itong magpalaganap sa hibla.

Ang pangunahing pag-andar ng patong ay upang protektahan ang optical fiber mula sa panlabas na pinsala, habang pinapataas ang flexibility ng optical fiber. Tulad ng nabanggit kanina, ang core at cladding ay gawa sa salamin at hindi maaaring baluktot at marupok. Ang paggamit ng coating layer ay nagpoprotekta at nagpapahaba sa buhay ng fiber.

Ang isang layer ng panlabas na kaluban ay idinagdag sa hindi hubad na hibla. Bilang karagdagan sa pagprotekta nito, ang panlabas na kaluban ng iba't ibang kulay ay maaari ding gamitin upang makilala ang iba't ibang optical fibers.

Ang optical fiber ay nahahati sa single mode fiber (Single Mode Fiber) at multimode fiber (Multi Mode Fiber) ayon sa transmission mode. Ang liwanag ay pumapasok sa hibla sa isang tiyak na anggulo ng saklaw, at ang buong paglabas ay nangyayari sa pagitan ng hibla at ang cladding. Kapag maliit ang diameter, isang direksyon lamang ng liwanag ang pinapayagang dumaan, iyon ay, isang single-mode fiber; kapag malaki ang lapad ng hibla, maaaring payagan ang liwanag. Mag-inject at magpalaganap sa maraming anggulo ng insidente, sa pagkakataong ito ay tinatawag itong multimode fiber.

Mga katangian ng paghahatid ng optical fiber

Ang optical fiber ay may dalawang pangunahing katangian ng paghahatid: pagkawala at pagpapakalat. Ang pagkawala ng isang optical fiber ay tumutukoy sa attenuation bawat yunit ng haba ng optical fiber, sa dB/km. Ang antas ng pagkawala ng optical fiber ay direktang nakakaapekto sa transmission distance ng optical fiber communication system o ang distansya sa pagitan ng mga relay station. Ang pagpapakalat ng hibla ay tumutukoy sa katotohanan na ang signal na ipinadala ng hibla ay dinadala ng iba't ibang mga bahagi ng dalas at iba't ibang mga bahagi ng mode, at ang mga bilis ng paghahatid ng iba't ibang mga bahagi ng dalas at iba't ibang mga bahagi ng mode ay magkakaiba, na humahantong sa pagbaluktot ng signal.

Ang pagpapakalat ng hibla ay nahahati sa pagpapakalat ng materyal, pagpapakalat ng waveguide at pagpapakalat ng modal. Ang unang dalawang uri ng dispersion ay sanhi ng signal na hindi isang solong frequency, at ang huling uri ng dispersion ay sanhi ng signal na hindi isang solong mode. Ang signal ay hindi isang solong mode ay magiging sanhi ng pagpapakalat ng mode.

Ang single-mode fiber ay mayroon lamang isang pangunahing mode, kaya mayroon lamang material dispersion at waveguide dispersion, at walang modal dispersion. Ang multimode fiber ay may inter-mode dispersion. Ang dispersion ng optical fiber ay hindi lamang nakakaapekto sa transmission capacity ng optical fiber, ngunit nililimitahan din ang relay distance ng optical fiber communication system.

Single mode fiber

Single-mode fiber (Single Mode Fiber), pumapasok ang liwanag sa fiber sa isang partikular na anggulo ng insidente, at ang buong emission ay nangyayari sa pagitan ng fiber at ng cladding. Kapag pinaikli ang diameter, isang direksyon lamang ng liwanag ang pinapayagang dumaan, iyon ay, isang single-mode fiber; Ang gitnang glass core ng mode fiber ay masyadong manipis, ang core diameter ay karaniwang 8.5 o 9.5 μm, at ito ay gumagana sa 1310 at 1550 nm wavelength.

Multimode fiber

Multi-mode fiber (Multi Mode Fiber) ay isang fiber na nagbibigay-daan sa maramihang guided mode transmission. Ang core diameter ng isang multimode fiber ay karaniwang 50μm/62.5μm. Dahil ang core diameter ng isang multimode fiber ay medyo malaki, maaari nitong payagan ang iba't ibang mga mode ng liwanag na maipadala sa isang fiber. Ang karaniwang wavelength ng multimode ay 850nm at 1300nm ayon sa pagkakabanggit. Mayroon ding bagong multimode fiber standard na tinatawag na WBMMF (Wideband Multimode Fiber), na gumagamit ng mga wavelength sa pagitan ng 850nm at 953nm.

Parehong single-mode fiber at multi-mode fiber ay may cladding diameter na 125 μm.

Single-mode fiber o multi-mode fiber?

Distansya ng paghahatid

Ang mas maliit na diameter ng single-mode fiber ay ginagawang mas mahigpit ang reflection, na nagpapahintulot lamang sa isang mode ng liwanag na maglakbay, upang ang optical signal ay makapaglakbay nang mas malayo. Habang dumadaan ang liwanag sa core, bumababa ang dami ng mga pagmuni-muni ng liwanag, binabawasan ang pagpapalambing at nagiging sanhi ng karagdagang pagpapalaganap ng signal. Dahil wala itong inter-mode dispersion o maliit na inter-mode dispersion, ang single-mode fiber ay maaaring magpadala ng 40 kilometro o higit pa nang hindi naaapektuhan ang signal. Samakatuwid, ang single-mode fiber ay karaniwang ginagamit para sa malayuang paghahatid ng data at malawakang ginagamit sa mga kumpanya ng telekomunikasyon at cable TV provider at unibersidad, atbp.

Ang multimode fiber ay may mas malaking diameter na core at maaaring magpadala ng liwanag sa maraming mode. Sa multi-mode transmission, dahil sa mas malaking sukat ng core, ang inter-mode dispersion ay mas malaki, iyon ay, ang optical signal ay "kumakalat" nang mas mabilis. Ang kalidad ng signal ay mababawasan sa panahon ng long-distance transmission, kaya ang multi-mode fiber ay kadalasang ginagamit para sa short-distance, audio/video application at local area network (LAN), at OM3/OM4/OM5 multi-mode fiber ay kayang suportahan ang mataas. -bilis ng paghahatid ng data.

Bandwidth, kapasidad

Ang bandwidth ay tinukoy bilang ang kakayahang magdala ng impormasyon. Ang pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa lapad ng optical fiber transmission band ay iba't ibang mga dispersion, kung saan ang modal dispersion ang pinakamahalaga. Ang dispersion ng single-mode fiber ay maliit, kaya maaari itong magpadala ng liwanag sa isang malawak na frequency band sa mahabang distansya. Dahil ang multi-mode fiber ay magbubunga ng interference, interference at iba pang kumplikadong problema, hindi ito kasing ganda ng single-mode fiber sa bandwidth at kapasidad. Ang pinakabagong henerasyon ng multi-mode fiber bandwidth OM5 ay nakatakda sa 28000MHz/km, habang ang single-mode fiber bandwidth ay mas malaki.