Načelo komunikacije po optičnih vlaknih je doseženo na podlagi popolne refleksije optičnih signalov znotraj optičnih vlaken.
Načelo za njim je, da zaradi različnih hitrosti širjenja svetlobe v različnih snoveh, ko je svetloba usmerjena iz ene snovi v drugo, pride do loma in odboja na vmesniku med obema snovema. Poleg tega se kot lomljene svetlobe spreminja glede na kot vpadne svetlobe. Ko kot vpadne svetlobe doseže ali preseže določen kot, lomljena svetloba izgine in vsa vpadna svetloba se odbije nazaj, kar imenujemo popolni odboj svetlobe.
Kakšna je torej struktura optičnih vlaken, ki zagotavljajo popoln odboj optičnih signalov in ali se lahko vsi optični signali popolnoma odbijejo? Spoznajmo zgradbo in vrste optičnih vlaken.
Zgradba in vrste optičnih vlaken
Struktura optičnih vlaken: Gola vlakna iz optičnih vlaken so na splošno razdeljena na tri plasti: osrednje stekleno jedro z visokim lomnim količnikom (premer jedra običajno 50 ali 62,5 μm) z oblogo iz silicijevega stekla z nizkim lomnim količnikom v sredini (običajno s premerom 125 μm) Najbolj zunanja plast je prevlečna plast, ki se uporablja za ojačitev.
N.A.: Svetlobe, ki vpada na končno ploskev vlakna, vlakno ne more prenesti v celoti, prepušča se lahko le vpadna svetloba znotraj določenega kotnega območja. Ta kot se imenuje numerična apertura optičnega vlakna. Večja numerična apertura optičnih vlaken je koristna za priklop vlaken. Numerična apertura optičnih vlaken različnih proizvajalcev se razlikuje.
Vrste optičnih vlaken:
A. Glede na način prenosa svetlobe v optičnih vlaknih ga lahko razdelimo na enomodna optična vlakna in večmodna optična vlakna.
B. Razdeljeno z oknom optimalne frekvence prenosa: konvencionalno enomodno vlakno in disperzijsko zamaknjeno enomodno vlakno.
C. Glede na porazdelitev lomnega količnika ga lahko razdelimo na optična vlakna tipa mutacije in tipa gradienta.
Kaj so enomodna vlakna in večmodna vlakna?
Multi-način vlakna:Sredinsko stekleno jedro je debelejše (50 ali 62,5) μ m) Lahko prepušča več načinov svetlobe. Toda njegova intermodalna razpršenost je razmeroma velika, kar omejuje frekvenco prenosa digitalnih signalov in postaja hujše z večanjem razdalje. Optično vlakno 600 MB/KM ima na primer pasovno širino le 300 MB pri 2 km. Zato je razdalja za večnačinovni prenos po optičnih vlaknih razmeroma blizu, običajno le nekaj kilometrov.
Samski-način optičnega vlakna:Osrednje stekleno jedro je razmeroma tanko (premer jedra je običajno 9 ali 10) μm) Prepušča se lahko samo en način svetlobe. Zato je njegova intermodalna disperzija majhna in primerna za komunikacijo na daljavo, vendar ima njegova kromatska disperzija pomembno vlogo. Zato imajo enomodna vlakna visoke zahteve glede spektralne širine in stabilnosti svetlobnega vira, to pomeni, da mora biti spektralna širina ozka in stabilnost dobra.
Kaj so običajna enomodna vlakna in enomodna vlakna s pomaknjeno disperzijo?
Konvencionalni tip:Proizvajalci optičnih vlaken optimizirajo frekvenco prenosa optičnih vlaken na eni valovni dolžini svetlobe, kot je 1300 nm.
Vrsta disperzijskega premika:Proizvajalci optičnih vlaken optimizirajo frekvenco prenosa optičnih vlaken na dve valovni dolžini svetlobe, kot sta 1300 nm in 1550 nm.
Kaj so optična vlakna mutacijskega in gradientnega tipa?
Tip mutanta:Lomni količnik od osrednjega jedra optičnega vlakna do steklene obloge je nenaden. Ima nizke stroške in visoko disperzijo med načini. Primerno za nizkohitrostno komunikacijo na kratke razdalje, kot je industrijski nadzor. Vendar zaradi majhne intermodalne disperzije vsa enomodna vlakna sprejmejo vrsto mutacije.
Gradientna vlakna:Indeks loma od osrednjega jedra vlakna do steklene obloge se postopoma zmanjšuje, kar omogoča sinusno širjenje svetlobe visokega načina, kar zmanjšuje disperzijo med načini, povečuje pasovno širino vlakna in povečuje razdaljo prenosa. Vendar pa je strošek razmeroma visok. Dandanes so večmodna vlakna večinoma gradientna vlakna.
Zakaj torej izberemo prenos po optičnih vlaknih namesto kabelskega? Pogovorimo se o prednostih optičnih vlaken:
- Prepustni pas optičnih vlaken je zelo širok. Teoretično lahko doseže 3 milijarde megahercev.
- Nerelejni odsek je dolg od nekaj deset do več kot 100 kilometrov, bakrena žica pa le nekaj sto metrov.
- Ne vpliva na elektromagnetna polja in sevanje.
- Lahek in majhen. Na primer, 900 parov prepletenih paric s premerom 3 palcev in težo 8 ton/KM se lahko poveže z 21000 linijami. In optični kabel z desetkratno prostornino komunikacije, ki ima premer 0,5 palca in težo 450P/KM.
- Komunikacija z optičnimi vlakni ni elektrificirana in se lahko varno uporablja na vnetljivih in eksplozivnih mestih.
- Širok razpon temperature okolja za uporabo.
- Odpornost proti kemični koroziji in dolga življenjska doba.