Optik fiberin temel yapısı

Optik fiberin çıplak fiberi genellikle üç katmana ayrılır: çekirdek, kaplama ve kaplama.

Fiber çekirdek ve kaplama farklı kırılma indekslerine sahip camdan oluşur; merkezde yüksek kırılma indeksli bir cam çekirdek (germanyum katkılı silika) ve orta kısımda ise düşük kırılma indeksli silika cam kaplama (saf silika) bulunur. Işık, fibere belirli bir geliş açısıyla girer ve toplam emisyon fiber ile kaplama arasında meydana gelir (çünkü kaplamanın kırılma indisi çekirdekten biraz daha düşüktür), böylece fiberde yayılabilir.

Kaplamanın ana işlevi, optik fiberin esnekliğini arttırırken, optik fiberi dış hasarlardan korumaktır. Daha önce de belirtildiği gibi çekirdek ve kaplama camdan yapılmıştır ve bükülmez ve kırılmaz. Kaplama tabakasının kullanılması elyafın ömrünü korur ve uzatır.

Çıplak olmayan fibere bir dış kılıf tabakası eklenir. Farklı renkteki dış kılıf, onu korumanın yanı sıra çeşitli optik fiberleri ayırt etmek için de kullanılabilir.

Optik fiber, iletim moduna göre tek modlu fiber (Tek Modlu Fiber) ve çok modlu fiber (Çok Modlu Fiber) olarak ikiye ayrılır. Işık fibere belirli bir açıyla girer ve fiber ile kaplama arasında tam emisyon meydana gelir. Çap küçük olduğunda, ışığın yalnızca bir yönünün, yani tek modlu bir fiberin geçmesine izin verilir; fiber çapı büyük olduğunda ışığa izin verilebilir. Birden fazla geliş açısıyla enjekte edin ve çoğaltın; bu sefer buna çok modlu fiber adı veriliyor.

Optik fiber iletim özellikleri

Optik fiberin iki ana iletim özelliği vardır: kayıp ve dağılım. Bir optik fiberin kaybı, dB/km cinsinden optik fiberin birim uzunluğu başına zayıflamayı ifade eder. Optik fiber kaybının seviyesi, fiber optik iletişim sisteminin iletim mesafesini veya aktarma istasyonları arasındaki mesafeyi doğrudan etkiler. Fiber dispersiyonu, fiber tarafından iletilen sinyalin farklı frekans bileşenleri ve farklı mod bileşenleri tarafından taşınması ve farklı frekans bileşenlerinin ve farklı mod bileşenlerinin iletim hızlarının farklı olması ve bunun da sinyal bozulmasına yol açması anlamına gelir.

Fiber dispersiyonu malzeme dispersiyonu, dalga kılavuzu dispersiyonu ve modal dispersiyon olarak ikiye ayrılır. İlk iki dağılım türü sinyalin tek frekans olmamasından, ikinci tür dağılım ise sinyalin tek mod olmamasından kaynaklanır. Sinyalin tek bir mod olmaması mod dağılımına neden olacaktır.

Tek modlu fiberin yalnızca bir temel modu vardır, dolayısıyla yalnızca malzeme dağılımı ve dalga kılavuzu dağılımı vardır ve modal dağılım yoktur. Çok modlu fiber, modlar arası dağılıma sahiptir. Optik fiberin dağılımı yalnızca optik fiberin iletim kapasitesini etkilemez, aynı zamanda fiber optik iletişim sisteminin röle mesafesini de sınırlar.

Tek modlu fiber

Tek modlu fiber (Tek Modlu Fiber), ışık fibere belirli bir açıyla girer ve fiber ile kaplama arasında tam emisyon meydana gelir. Çap kısaltıldığında, ışığın yalnızca bir yönünün, yani tek modlu bir fiberin geçmesine izin verilir; Mod fiberin merkezi cam çekirdeği çok ince olup, çekirdek çapı genellikle 8,5 veya 9,5 μm olup, 1310 ve 1550 nm dalga boylarında çalışır.

Çok modlu fiber

Çok modlu fiber (Çok Modlu Fiber) çoklu yönlendirmeli mod iletimine izin veren bir fiberdir. Çok modlu bir fiberin çekirdek çapı genellikle 50μm/62,5μm’dir. Çok modlu bir fiberin çekirdek çapı nispeten büyük olduğundan, bir fiber üzerinde farklı ışık modlarının iletilmesine izin verebilir. Çoklu modun standart dalga boyları sırasıyla 850 nm ve 1300 nm'dir. Ayrıca 850 nm ile 953 nm arasındaki dalga boylarını kullanan WBMMF (Geniş Bant Çok Modlu Fiber) adı verilen yeni bir çok modlu fiber standardı da bulunmaktadır.

Hem tek modlu fiber hem de çok modlu fiberin kaplama çapı 125 μm'dir.

Tek modlu fiber mi yoksa çok modlu fiber mi?

İletim mesafesi

Tek modlu fiberin çapının küçük olması yansımayı daha sıkı hale getirerek yalnızca bir ışık modunun hareket etmesine izin verir, böylece optik sinyal daha uzağa gidebilir. Işık çekirdekten geçtikçe ışık yansımalarının miktarı azalır, zayıflama azalır ve sinyalin daha fazla yayılmasına neden olur. Modlar arası dağılım olmadığından veya modlar arası dağılım küçük olduğundan, tek modlu fiber, sinyali etkilemeden 40 kilometre veya daha fazla iletim yapabilir. Bu nedenle, tek modlu fiber genellikle uzun mesafeli veri iletimi için kullanılır ve telekomünikasyon şirketlerinde, kablolu TV sağlayıcılarında ve üniversitelerde vb. yaygın olarak kullanılır.

Çok modlu fiberin daha büyük çaplı bir çekirdeği vardır ve ışığı birden çok modda iletebilir. Çok modlu iletimde çekirdek boyutunun daha büyük olması nedeniyle modlar arası dağılım daha büyüktür, yani optik sinyal daha hızlı "yayılır". Uzun mesafeli iletim sırasında sinyal kalitesi düşecektir, bu nedenle çok modlu fiber genellikle kısa mesafe, ses/video uygulamaları ve yerel alan ağları (LAN'lar) için kullanılır ve OM3/OM4/OM5 çok modlu fiber, yüksek -hızlı veri iletimi.

Bant genişliği, kapasite

Bant genişliği bilgi taşıma yeteneği olarak tanımlanır. Fiber optik iletim bandının genişliğini etkileyen ana faktör çeşitli dağılımlardır ve bunların en önemlisi modal dağılımdır. Tek modlu fiberin dağılımı küçüktür, bu nedenle ışığı geniş bir frekans bandında uzun mesafelere iletebilir. Çok modlu fiber girişim, girişim ve diğer karmaşık sorunlara yol açacağından bant genişliği ve kapasite açısından tek modlu fiber kadar iyi değildir. En yeni nesil çok modlu fiber bant genişliği OM5, 28000MHz/km olarak ayarlanırken, tek modlu fiber bant genişliği çok daha büyüktür.