De basisstructuur van optische vezel:
De blote vezel van optische vezels is meestal verdeeld in drie lagen: kern, bekleding en coating.
De vezelkern en de bekleding zijn samengesteld uit glas met verschillende brekingsindexen, het midden is een glaskern met een hoge brekingsindex (germanium-gedoteerde silica) en het midden is een bekleding van silicaglas met een lage brekingsindex (zuiver silica).Licht komt de vezel binnen onder een specifieke invalshoek en de totale emissie vindt plaats tussen de vezel en de bekleding (omdat de brekingsindex van de bekleding iets lager is dan de kern), zodat het zich in de vezel kan voortplanten.
De belangrijkste functie van de coating is om de optische vezel te beschermen tegen externe schade, terwijl de flexibiliteit van de optische vezel wordt vergroot.Zoals eerder vermeld, zijn de kern en de bekleding van glas en kunnen ze niet worden gebogen en breekbaar.Het gebruik van de coatinglaag beschermt en verlengt de levensduur van de vezel.
Aan de niet-blote vezel wordt een laag buitenmantel toegevoegd.Naast het beschermen ervan, kan de buitenmantel van verschillende kleuren ook worden gebruikt om verschillende optische vezels te onderscheiden.
Optische vezel is verdeeld in single-mode vezel (Single Mode Fiber) en multimode-vezel (Multi Mode Fiber) volgens de transmissiemodus.Licht komt de vezel binnen onder een bepaalde invalshoek en er vindt volledige emissie plaats tussen de vezel en de bekleding.Als de diameter klein is, wordt er slechts één richting van het licht doorgelaten, namelijk een single-mode vezel;wanneer de vezeldiameter groot is, kan licht worden toegestaan.Injecteer en propageer onder meerdere invalshoeken, dit keer wordt het een multimode-vezel genoemd.
Kenmerken van optische vezeltransmissie
Optische vezel heeft twee hoofdtransmissiekenmerken: verlies en dispersie.Het verlies van een optische vezel verwijst naar de demping per lengte-eenheid van de optische vezel, in dB/km.Het niveau van glasvezelverlies heeft rechtstreeks invloed op de transmissieafstand van het optische vezelcommunicatiesysteem of de afstand tussen de relaisstations.Vezeldispersie verwijst naar het feit dat het door de vezel verzonden signaal wordt gedragen door verschillende frequentiecomponenten en verschillende moduscomponenten, en de transmissiesnelheden van verschillende frequentiecomponenten en verschillende moduscomponenten zijn verschillend, wat leidt tot signaalvervorming.
Vezeldispersie is onderverdeeld in materiaaldispersie, golfgeleiderdispersie en modale dispersie.De eerste twee soorten dispersie worden veroorzaakt doordat het signaal geen enkele frequentie is, en de laatste soort dispersie wordt veroorzaakt doordat het signaal geen enkele modus is.Het signaal is niet een enkele modus zal modus dispersie veroorzaken.
Single-mode vezel heeft slechts één fundamentele modus, dus er is alleen materiaaldispersie en golfgeleiderdispersie en geen modale dispersie.De multimode-vezel heeft intermode-dispersie.De dispersie van de optische vezel beïnvloedt niet alleen de transmissiecapaciteit van de optische vezel, maar beperkt ook de relaisafstand van het optische vezelcommunicatiesysteem.
Single-mode vezel
Single-mode vezel (Single Mode Fiber), licht komt de vezel binnen onder een specifieke invalshoek en volledige emissie vindt plaats tussen de vezel en de bekleding.Wanneer de diameter wordt verkort, wordt er slechts één richting van het licht doorgelaten, namelijk een single-mode vezel;De centrale glaskern van de modusvezel is erg dun, de kerndiameter is over het algemeen 8,5 of 9,5 m en werkt bij golflengten van 1310 en 1550 nm.
Multimode vezel
Multimode glasvezel (Multi Mode Glasvezel) is een vezel die transmissie in meerdere modi mogelijk maakt.De kerndiameter van een multimode-vezel is over het algemeen 50 m / 62,5 m.Omdat de kerndiameter van een multimode-vezel relatief groot is, kunnen verschillende lichtmodi op één vezel worden doorgelaten.De standaardgolflengten van multimode zijn respectievelijk 850nm en 1300nm.Er is ook een nieuwe multimode glasvezelstandaard genaamd WBMMF (Wideband Multimode Fiber), die golflengten tussen 850nm en 953nm gebruikt.
Zowel single-mode fiber als multi-mode fiber hebben een manteldiameter van 125 m.
Singlemode glasvezel of multimode glasvezel?
Transmissie afstand:
De kleinere diameter van de single-mode vezel maakt de reflectie strakker, waardoor slechts één lichtmodus kan reizen, zodat het optische signaal verder kan reizen.Naarmate het licht door de kern gaat, neemt de hoeveelheid lichtreflecties af, waardoor de verzwakking wordt verminderd en verdere signaalvoortplanting wordt veroorzaakt.Omdat het geen inter-mode dispersie of kleine inter-mode dispersie heeft, kan single-mode glasvezel 40 kilometer of meer verzenden zonder het signaal te beïnvloeden.Daarom wordt single-mode glasvezel over het algemeen gebruikt voor gegevensoverdracht over lange afstanden en wordt het veel gebruikt in telecommunicatiebedrijven en kabel-tv-aanbieders en universiteiten, enz.
Multimode-vezel heeft een kern met een grotere diameter en kan licht in meerdere modi doorlaten.Bij multimode-transmissie is de intermode-dispersie vanwege de grotere kerngrootte groter, dat wil zeggen dat het optische signaal zich sneller "verspreidt".De signaalkwaliteit wordt verminderd tijdens langeafstandstransmissie, dus multimode glasvezel wordt meestal gebruikt voor korte afstanden, audio/video-toepassingen en lokale netwerken (LAN's), en OM3/OM4/OM5 multimode glasvezel kan hoge -snelheid gegevensoverdracht.
Bandbreedte, capaciteit
Bandbreedte wordt gedefinieerd als het vermogen om informatie te vervoeren.De belangrijkste factor die de breedte van de transmissieband van optische vezels beïnvloedt, zijn verschillende dispersies, waarvan de modale dispersie de belangrijkste is.De dispersie van single-mode vezel is klein, dus het kan licht over een lange afstand in een brede frequentieband uitzenden.Aangezien multi-mode glasvezel interferentie, interferentie en andere complexe problemen zal veroorzaken, is het qua bandbreedte en capaciteit niet zo goed als single-mode glasvezel.De nieuwste generatie multimode glasvezelbandbreedte OM5 is ingesteld op 28000MHz/km, terwijl de singlemode glasvezelbandbreedte veel groter is.