1.4 Типы оптоволокна

Оптоволокно классифицируется в зависимости от количества мод (направлений луча света в сердечнике) как одномодовое или многомодовое. Тип волокна тесно связан с диаметром сердцевины.

Типы кварцевого (стеклянного) оптоволокна

1.4.1 Многомодовое волокно

Многомодовое оптоволокно, из-за его большого сердечника, передаёт свет используя различные пути (моды), делая его чувствительным к модовой дисперсии.

Основное преимущество многомодового волокна это лёгкое соединение с с источниками света и с другим волокнами, что понижает стоимость источников, коннекторов и других соединений. Однако, его относительно высокое затухание и низкий предел пропускной способности приводят к уменьшению расстояния передачи.

Строение многомодового оптоволокна

1.4.1.1 Многомодовое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления

Свет в сердечнике такого волокна проходит через большое количество отражений на границе с оболочкой. Показатель преломления однороден по всей сердцевине. Минимальный диаметр сердечника 50 или 62.5 мкм, диаметр оболочки от 100 до 140 мкм, и числовая апертура между 0.2 и 0.5.

Эта же теория из другой книги:
Число мод. Исчезающие моды
Профиль показателя преломления

Из-за модовой дисперсии у многомодового волокна со ступенчатым профилем преломления очень низкая пропускная способность, которая выражается произведением расстояния к пропускной способности в МГц·км. Пропускная способность оптоволокна 20 МГц·км обозначает, что волокно способно перенести сигнал в 20 МГц на расстояние в 1 км, сигнал в 10 МГц на расстояния 2 км, сигнал в 40 МГц на расстояние 0.5 км, и так далее.

Пластиковое покрытие такого многомодового волокна изготавливается для использования на коротких дистанциях в аппаратуре не требовательной к низкому затуханию сигнала.

Распространение света в многомодовом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления

1.4.1.2 Градиентное многомодовое оптоволокно

Сердечник многомодового градиентного волокна имеет неоднородный профиль показателя преломления. Его коэффициент преломления плавно уменьшается от края к оси волокна. Это плавное изменение заставляет лучи проходить по сердечнику по синусоиде.

У мод самого высокого порядка путь будет длиннее, чем у прямого направления, но за пределами центральной оси в областях низкого коэффициента их скорости увеличиваются. Разница в скорости между модами высокого и низкого порядка для градиентного оптоволокна будет меньше чем у волокна со ступенчатым профилем

Типичные затухания для многомодового градиентного ОВ:
• 3 дБ/км в 850 нм
• 1 дБ/км в 1300 нм

Числовая апертура для многомодового градиентного ОВ: 0.2

Обычная пропускная способность на длинну:
• 160 МГц o км в 850 нм
• 500 МГц o км в 1300 нм

Типичные значения показателя преломления:
• 1.49 для 62.5 мкм в 850 нм
• 1.475 для 50 мкм в 850 нм и 1.465 для 50 мкм в 1300 нм

Распространение света в многомодовом волокне с градиентным профилем показателя преломления