Die Grundstruktur von Glasfasern

Die blanke Faser von Glasfasern wird normalerweise in drei Schichten unterteilt: Kern, Mantel und Beschichtung.

Der Faserkern und die Ummantelung bestehen aus Glas mit unterschiedlichen Brechungsindizes, das Zentrum ist ein Glaskern mit hohem Brechungsindex (Germanium-dotiertes Silica) und die Mitte ist ein Silikaglasmantel mit niedrigem Brechungsindex (reines Silica).Licht tritt in einem bestimmten Einfallswinkel in die Faser ein, und die Gesamtemission findet zwischen der Faser und dem Mantel statt (da der Brechungsindex des Mantels etwas niedriger ist als der des Kerns), sodass es sich in der Faser ausbreiten kann.

Die Hauptfunktion der Beschichtung besteht darin, die optische Faser vor äußerer Beschädigung zu schützen und gleichzeitig die Flexibilität der optischen Faser zu erhöhen.Wie bereits erwähnt, bestehen der Kern und die Ummantelung aus Glas und können nicht gebogen und zerbrechlich werden.Die Verwendung der Überzugsschicht schützt und verlängert die Lebensdauer der Faser.

Der nicht blanken Faser wird eine Schicht Außenmantel hinzugefügt.Neben dem Schutz kann der verschiedenfarbige Außenmantel auch zur Unterscheidung verschiedener Lichtwellenleiter verwendet werden.

Lichtwellenleiter werden je nach Übertragungsmodus in Singlemode-Fasern (Single Mode Fiber) und Multimode-Fasern (Multi Mode Fiber) unterteilt.Licht tritt in einem bestimmten Einfallswinkel in die Faser ein, und zwischen der Faser und dem Mantel tritt eine vollständige Emission auf.Wenn der Durchmesser klein ist, wird Licht nur in eine Richtung durchgelassen, dh eine Singlemode-Faser;wenn der Faserdurchmesser groß ist, kann Licht zugelassen werden.Injizieren und breiten Sie sich unter mehreren Einfallswinkeln aus, dieses Mal wird es als Multimode-Faser bezeichnet.

Übertragungseigenschaften von Glasfasern

Glasfaser hat zwei Hauptübertragungseigenschaften: Verlust und Dispersion.Der Verlust einer optischen Faser bezieht sich auf die Dämpfung pro Längeneinheit der optischen Faser in dB/km.Das Niveau des Glasfaserverlusts wirkt sich direkt auf die Übertragungsentfernung des Glasfaserkommunikationssystems oder die Entfernung zwischen den Relaisstationen aus.Faserdispersion bezieht sich auf die Tatsache, dass das von der Faser übertragene Signal von unterschiedlichen Frequenzkomponenten und unterschiedlichen Modenkomponenten getragen wird und die Übertragungsgeschwindigkeiten unterschiedlicher Frequenzkomponenten und unterschiedlicher Modenkomponenten unterschiedlich sind, was zu einer Signalverzerrung führt.

Die Faserdispersion wird in Materialdispersion, Wellenleiterdispersion und Modendispersion unterteilt.Die ersten beiden Dispersionsarten werden dadurch verursacht, dass das Signal keine Einzelfrequenz aufweist, und die letztere Dispersionsart wird dadurch verursacht, dass das Signal keine Einzelmode ist.Das Signal ist kein einziger Modus wird Modendispersion verursachen.

Singlemode-Fasern haben nur einen Grundmodus, daher gibt es nur Materialdispersion und Wellenleiterdispersion und keine Modendispersion.Die Multimode-Faser hat Intermode-Dispersion.Die Dispersion der Lichtleitfaser beeinflußt nicht nur die Übertragungskapazität der Lichtleitfaser, sondern begrenzt auch die Relaisdistanz des Lichtleitfaser-Kommunikationssystems.

Singlemode-Faser

Singlemode-Faser (Single Mode Fiber), Licht tritt in einem bestimmten Einfallswinkel in die Faser ein, und zwischen der Faser und dem Mantel tritt eine vollständige Emission auf.Wenn der Durchmesser verkürzt wird, wird nur eine Lichtrichtung durchgelassen, dh eine Singlemode-Faser;Der zentrale Glaskern der Modenfaser ist sehr dünn, der Kerndurchmesser beträgt im Allgemeinen 8,5 oder 9,5 μm und sie arbeitet bei Wellenlängen von 1310 und 1550 nm.

Multimode-Faser

Multimode-Faser (Multimode-Faser) ist eine Faser, die eine mehrfach geführte Modenübertragung ermöglicht.Der Kerndurchmesser einer Multimode-Faser beträgt im Allgemeinen 50 μm/62,5 μm.Da der Kerndurchmesser einer Multimode-Faser relativ groß ist, können verschiedene Lichtmodi auf einer Faser übertragen werden.Die Standardwellenlängen von Multimode sind 850 nm bzw. 1300 nm.Es gibt auch einen neuen Multimode-Faserstandard namens WBMMF (Wideband Multimode Fiber), der Wellenlängen zwischen 850 nm und 953 nm verwendet.

Sowohl Singlemode-Fasern als auch Multimode-Fasern haben einen Manteldurchmesser von 125 μm.

Singlemode-Faser oder Multimode-Faser?

Übertragungsdistanz

Der kleinere Durchmesser der Singlemode-Faser macht die Reflexion enger, sodass nur ein Lichtmodus übertragen werden kann, sodass sich das optische Signal weiter ausbreiten kann.Wenn das Licht den Kern passiert, nimmt die Menge der Lichtreflexionen ab, wodurch die Dämpfung verringert und eine weitere Signalausbreitung verursacht wird.Da es keine Intermode-Dispersion oder eine geringe Intermode-Dispersion gibt, kann Singlemode-Glasfaser 40 Kilometer oder mehr übertragen, ohne das Signal zu beeinträchtigen.Daher wird Singlemode-Glasfaser im Allgemeinen für die Datenübertragung über große Entfernungen verwendet und ist in Telekommunikationsunternehmen, Kabelfernsehanbietern und Universitäten usw. weit verbreitet.

Multimode-Fasern haben einen Kern mit größerem Durchmesser und können Licht in mehreren Moden übertragen.Bei der Multimode-Übertragung ist aufgrund der größeren Kerngröße die Intermode-Dispersion größer, d. h. das optische Signal „breitet“ sich schneller aus.Die Signalqualität wird während der Langstreckenübertragung reduziert, daher wird Multimode-Glasfaser normalerweise für Kurzstrecken-, Audio-/Video-Anwendungen und lokale Netzwerke (LANs) verwendet, und OM3/OM4/OM5-Multimode-Glasfaser kann hoch unterstützen -Speed-Datenübertragung.

Bandbreite, Kapazität

Bandbreite ist definiert als die Fähigkeit, Informationen zu übertragen.Der Hauptfaktor, der die Breite des Lichtleitfaser-Übertragungsbandes beeinflusst, sind verschiedene Dispersionen, von denen die modale Dispersion die wichtigste ist.Die Streuung von Singlemode-Fasern ist gering, sodass Licht in einem breiten Frequenzband über große Entfernungen übertragen werden kann.Da Multimode-Fasern Interferenzen, Interferenzen und andere komplexe Probleme hervorrufen, ist sie in Bezug auf Bandbreite und Kapazität nicht so gut wie Singlemode-Fasern.Die neueste Generation der Multimode-Faserbandbreite OM5 ist auf 28000 MHz/km eingestellt, während die Singlemode-Faserbandbreite viel größer ist.