Princip prenosne komunikacije putem optičkih vlakana se ostvaruje na osnovu ukupne refleksije optičkih signala unutar optičkog vlakna.
Princip koji stoji iza toga je da zbog različitih brzina širenja svjetlosti u različitim supstancama, kada je svjetlost usmjerena iz jedne supstance u drugu, dolazi do prelamanja i refleksije na granici između dvije supstance. Štaviše, ugao prelomljene svetlosti varira sa uglom upadne svetlosti. Kada ugao upadne svjetlosti dostigne ili premaši određeni ugao, prelomljena svjetlost nestaje i sva upadna svjetlost se odbija nazad, što se naziva totalna refleksija svjetlosti.
Dakle, kakva je struktura optičkih vlakana da bi se osigurala potpuna refleksija optičkih signala i da li se svi optički signali mogu u potpunosti reflektirati? Naučimo o strukturi i vrstama optičkih vlakana.
Struktura i vrste optičkih vlakana
Struktura optičkih vlakana: Gola optička vlakna općenito su podijeljena u tri sloja: centralno stakleno jezgro s visokim indeksom loma (promjer jezgre općenito 50 ili 62,5 μm), sa silikonskim staklenim omotačem niskog indeksa loma u sredini (obično s prečnikom od 125 μm) Spoljni sloj je sloj premaza koji se koristi za ojačanje.
N.A.: Svjetlost koja pada na krajnju stranu vlakna ne može se u potpunosti prenijeti vlaknom, može se prenijeti samo upadna svjetlost unutar određenog raspona uglova. Ovaj ugao se naziva numerički otvor optičkog vlakna. Veći numerički otvor optičkih vlakana je koristan za spajanje vlakana. Numerički otvor optičkih vlakana različitih proizvođača varira.
Vrste optičkih vlakana:
A. Prema načinu prijenosa svjetlosti u optičkim vlaknima, može se podijeliti na jednomodna optička vlakna i višemodna optička vlakna.
B. Podijeljeno optimalnim prozorom frekvencije prijenosa: konvencionalno jednomodno vlakno i jednomodno vlakno sa pomjeranjem disperzije.
C. Prema raspodjeli indeksa prelamanja, može se podijeliti na optička vlakna tipa mutacije i gradijenta.
Šta su jednomodna vlakna i višemodna vlakna?
Multi-mod vlakana:Centralno stakleno jezgro je deblje (50 ili 62,5) μm) Može prenositi više modova svjetlosti. Ali njegova intermodalna disperzija je relativno velika, što ograničava frekvenciju odašiljanja digitalnih signala i postaje sve stroža s povećanjem udaljenosti. Na primjer, vlakno od 600MB/KM ima samo propusni opseg od 300MB na 2KM. Zbog toga je udaljenost za multimodski prijenos optičkim vlaknima relativno mala, obično samo nekoliko kilometara.
Single-mod optičkih vlakana:Centralno stakleno jezgro je relativno tanko (prečnik jezgra je uglavnom 9 ili 10) μm) Može se prenositi samo jedan mod svetlosti. Stoga je njegova intermodalna disperzija mala i pogodna za daljinsku komunikaciju, ali njena kromatska disperzija igra glavnu ulogu. Stoga jednomodna vlakna imaju visoke zahtjeve za spektralnom širinom i stabilnošću izvora svjetlosti, odnosno širina spektra treba biti uska, a stabilnost dobra.
Šta su konvencionalna jednomodna vlakna i jednomodna vlakna sa pomakom disperzije?
Konvencionalni tip:Proizvođači optičkih vlakana optimiziraju frekvenciju prijenosa optičkih vlakana na jednoj talasnoj dužini svjetlosti, kao što je 1300 nm.
Vrsta pomaka disperzije:Proizvođači optičkih vlakana optimiziraju frekvenciju prijenosa optičkih vlakana na dvije valne dužine svjetlosti, kao što su 1300 nm i 1550 nm.
Šta su optička vlakna tipa mutacije i gradijenta?
Tip mutanta:Indeks prelamanja od središnje jezgre optičkog vlakna do staklene obloge je nagli. Ima nisku cijenu i visoku međumodnu disperziju. Pogodno za komunikaciju male brzine na kratkim udaljenostima, kao što je industrijska kontrola. Međutim, zbog male intermodalne disperzije, jednomodna vlakna sva usvajaju tip mutacije.
Vlakna gradijentnog tipa:Indeks prelamanja od središnje jezgre vlakna do staklene obloge postepeno se smanjuje, omogućavajući svjetlosti visokog moda da se širi na sinusoidan način, smanjujući disperziju među modovima, povećavajući propusni opseg vlakana i povećavajući udaljenost prijenosa. Međutim, cijena je relativno visoka. Danas su multimodna vlakna uglavnom gradijentna vlakna.
Dakle, zašto biramo optički prenos umesto kablovskog? Razgovarajmo o prednostima optičkih vlakana:
- Propusni pojas optičkih vlakana je veoma širok. Teoretski, može dostići 3 milijarde megaherca.
- Nerelejna dionica duga je nekoliko desetina do preko 100 kilometara, a bakarna žica svega nekoliko stotina metara.
- Nije pod utjecajem elektromagnetnih polja i zračenja.
- Lagan i male veličine. Na primjer, 900 pari upredenih parica kablova prečnika 3 inča i težine 8 tona/KM može se povezati na 21000 linija. I optički kabl sa komunikacijskim volumenom deset puta koji ima prečnik od 0,5 inča i težinu od 450P/KM.
- Optička komunikacija nije elektrificirana i može se bezbedno koristiti na zapaljivim i eksplozivnim mestima.
- Širok raspon temperature okoline za upotrebu.
- Otpornost na hemijsku koroziju i dug radni vek.