La struttura di base della fibra ottica
La fibra nuda della fibra ottica è solitamente divisa in tre strati: nucleo, rivestimento e rivestimento.
Il nucleo in fibra e il rivestimento sono composti da vetro con diversi indici di rifrazione, il centro è un nucleo di vetro ad alto indice di rifrazione (silice drogata con germanio) e il centro è un rivestimento in vetro di silice a basso indice di rifrazione (silice pura).La luce entra nella fibra con un angolo di incidenza specifico e l'emissione totale avviene tra la fibra e il rivestimento (perché l'indice di rifrazione del rivestimento è leggermente inferiore al nucleo), quindi può propagarsi nella fibra.
La funzione principale del rivestimento è quella di proteggere la fibra ottica da danni esterni, aumentando al contempo la flessibilità della fibra ottica.Come accennato in precedenza, l'anima e il rivestimento sono realizzati in vetro e non possono essere piegati e fragili.L'uso dello strato di rivestimento protegge e prolunga la vita della fibra.
Uno strato di guaina esterna viene aggiunto alla fibra non nuda.Oltre a proteggerlo, la guaina esterna di diversi colori può essere utilizzata anche per distinguere diverse fibre ottiche.
La fibra ottica è suddivisa in fibra monomodale (fibra monomodale) e fibra multimodale (fibra multimodale) in base alla modalità di trasmissione.La luce entra nella fibra con un angolo di incidenza specifico e si verifica un'emissione completa tra la fibra e il rivestimento.Quando il diametro è piccolo, può passare solo una direzione della luce, cioè una fibra monomodale;quando il diametro della fibra è grande, la luce può essere consentita.Iniettare e propagare a più angoli di incidenza, questa volta è chiamata fibra multimodale.
Caratteristiche di trasmissione della fibra ottica
La fibra ottica ha due principali caratteristiche di trasmissione: perdita e dispersione.La perdita di una fibra ottica si riferisce all'attenuazione per unità di lunghezza della fibra ottica, in dB/km.Il livello di perdita di fibra ottica influisce direttamente sulla distanza di trasmissione del sistema di comunicazione in fibra ottica o sulla distanza tra le stazioni di ritrasmissione.La dispersione della fibra si riferisce al fatto che il segnale trasmesso dalla fibra è trasportato da diverse componenti di frequenza e diverse componenti di modalità e che le velocità di trasmissione di diverse componenti di frequenza e diverse componenti di modalità sono diverse, il che porta alla distorsione del segnale.
La dispersione delle fibre è suddivisa in dispersione del materiale, dispersione della guida d'onda e dispersione modale.I primi due tipi di dispersione sono causati dal fatto che il segnale non è un'unica frequenza e il secondo tipo di dispersione è causato dal fatto che il segnale non è un singolo modo.Il segnale non è una modalità singola causerà la dispersione della modalità.
La fibra monomodale ha solo una modalità fondamentale, quindi c'è solo dispersione del materiale e dispersione della guida d'onda e nessuna dispersione modale.La fibra multimodale ha una dispersione intermodale.La dispersione della fibra ottica non solo influisce sulla capacità di trasmissione della fibra ottica, ma limita anche la distanza del relè del sistema di comunicazione in fibra ottica.
Fibra monomodale
Fibra monomodale (fibra monomodale), la luce entra nella fibra con un angolo di incidenza specifico e si verifica un'emissione completa tra la fibra e il rivestimento.Quando il diametro si accorcia, può passare solo una direzione della luce, cioè una fibra monomodale;Il nucleo centrale di vetro della fibra modale è molto sottile, il diametro del nucleo è generalmente di 8,5 o 9,5 μm e funziona a lunghezze d'onda di 1310 e 1550 nm.
Fibra multimodale
Fibra multimodale (Fibra multimodale) è una fibra che consente la trasmissione in modalità guidata multipla.Il diametro del nucleo di una fibra multimodale è generalmente di 50μm/62,5μm.Poiché il diametro del nucleo di una fibra multimodale è relativamente grande, può consentire la trasmissione di diversi modi di luce su una fibra.Le lunghezze d'onda standard del multimodo sono rispettivamente 850 nm e 1300 nm.Esiste anche un nuovo standard di fibra multimodale chiamato WBMMF (Wideband Multimode Fiber), che utilizza lunghezze d'onda comprese tra 850 nm e 953 nm.
Sia la fibra monomodale che la fibra multimodale hanno un diametro del rivestimento di 125 μm.
Fibra monomodale o fibra multimodale?
Distanza di trasmissione
Il diametro più piccolo della fibra monomodale rende la riflessione più stretta, consentendo a un solo modo di viaggiare della luce, in modo che il segnale ottico possa viaggiare più lontano.Quando la luce passa attraverso il nucleo, la quantità di riflessione della luce diminuisce, riducendo l'attenuazione e provocando un'ulteriore propagazione del segnale.Poiché non ha dispersione intermodale o piccola dispersione intermodale, la fibra monomodale può trasmettere 40 chilometri o più senza influire sul segnale.Pertanto, la fibra monomodale viene generalmente utilizzata per la trasmissione di dati a lunga distanza ed è ampiamente utilizzata nelle società di telecomunicazioni, nei fornitori di TV via cavo e nelle università, ecc.
La fibra multimodale ha un nucleo di diametro maggiore e può trasmettere la luce in più modalità.Nella trasmissione multimodale, a causa della maggiore dimensione del core, la dispersione intermodale è maggiore, ovvero il segnale ottico "si diffonde" più velocemente.La qualità del segnale sarà ridotta durante la trasmissione a lunga distanza, quindi la fibra multimodale viene solitamente utilizzata per applicazioni audio/video a breve distanza e reti locali (LAN) e la fibra multimodale OM3/OM4/OM5 può supportare alta -velocità di trasmissione dati.
Larghezza di banda, capacità
La larghezza di banda è definita come la capacità di trasportare informazioni.Il principale fattore che influenza la larghezza della banda di trasmissione della fibra ottica sono le varie dispersioni, di cui la dispersione modale è la più importante.La dispersione della fibra monomodale è piccola, quindi può trasmettere luce in un'ampia banda di frequenza per lunghe distanze.Poiché la fibra multimodale produrrà interferenze, interferenze e altri problemi complessi, non è buona come la fibra monomodale in termini di larghezza di banda e capacità.L'ultima generazione di larghezza di banda in fibra multimodale OM5 è impostata su 28000 MHz/km, mentre la larghezza di banda in fibra in modalità singola è molto più ampia.