Многомодовое оптоволокно
Красными линиями показаны возможные направления распространения луча, то есть моды. Сватопроводящая сердцевина многомодового оптоволокна в зависимости от стандарта 50 (европейский стандарт) или 62,5 микрона в японском и североамериканском стандарте.
График коэффициента преломления многомодового оптоволокна
Множество мод, то есть направлений и дало название подобному оптоволокну - многомодовое. Много в данном случае это плохо, так как множество мод вызывают явление, называемое межмодовая дисперсия.
А чтобы понять, почему она возникает следующая картинка.
Учитывая, что различные моды имеют различную длину
световой импульсы движущиуся различными модами "размывается"
То есть, если на вход многомодового оптоволокна подать импульсы света прямоугольной формы, то через определённое расстояние он потеряет свою прямоугольную форму, станет похожим на колокол.
.
Виды дисперсий в оптоволокне
Видов дисперсии в оптоволокне определяют больше, хотя остальные её виды оказывают заметное влияние в волокне одномодовом. Все виды дисперсий изображены на следующей схеме:
Подробней о них начиная со страницы Оптическое волокно. Хроматическая дисперсия
Многомодовое оптоволокно со ступенчатым показателем преломления уже не выпускается. На смену ему давно пришло многомодовое волокно с градиентным показателем преломления.
Многомодовое оптоволокно с градиентным показателем преломления
Сердцевина в градиентном многомодовом оптоволокне неоднородная, и показатель преломления в нём от сердцевины к краю меняется постепенно.
График изменения коэффициента преломления
градиентного многомодового оптоволокна
Соответственно моды как бы искривлены.
Явление межмодовой дисперсии эта технология значительно снижает, но не убирает совсем.
В градиентное многомодовое оптоволокно в настоящее время используется для локальных сетей связи небольшой протяжённости. Официально описано в рекомендации (стандарте) ITU-T Recommendation G.651.1
Многмодовое оптоволокно ко всем своим недостаткам ещё и дороже, что связано с более сложным процессом изготовления его преформы. Некоторый выигрыш в цене на многомодовые системы связи достигается за счёт дешевизны остального оборудования. В окошко 50 или 62,5 мкм ввести излучение проще, чем в 8 мкм одномодового волокна.
Тема многомодовых волокон есть на страницах книги
"Волоконная оптика. Теория и практика":
Модовое распространение в волокнах. Модовая дисперсия
Число мод. Исчезающие моды. Профиль показателя преломления
Многомодовые волокна со ступенчатым и плавным изменением показателей преломления
Дальше на Одномодовое оптоволокно