Principiul comunicației transmisiei prin fibră optică se realizează pe baza reflectării totale a semnalelor optice în interiorul fibrei optice.
Principiul din spatele acestuia este că, datorită vitezelor diferite de propagare a luminii în diferite substanțe, atunci când lumina este direcționată de la o substanță la alta, refracția și reflexia au loc la interfața dintre cele două substanțe. Mai mult, unghiul luminii refractate variază cu unghiul luminii incidente. Când unghiul luminii incidente atinge sau depășește un anumit unghi, lumina refractată dispare și toată lumina incidentă este reflectată înapoi, ceea ce se numește reflexie totală a luminii.
Deci, care este structura fibrelor optice pentru a asigura reflectarea totală a semnalelor optice și pot fi reflectate pe deplin toate semnalele optice? Să învățăm despre structura și tipurile de fibre optice.
Structura și tipurile fibrelor optice
Structura fibrei optice: Fibrele goale din fibră optică sunt în general împărțite în trei straturi: un miez central de sticlă cu indice de refracție ridicat (diametrul miezului în general 50 sau 62,5 μm), cu o placare din sticlă de silicon cu indice de refracție scăzut în mijloc (de obicei cu un diametru de 125 μm) Stratul cel mai exterior este stratul de acoperire folosit pentru armare.
N.A.: Lumina incidentă pe fața capătului fibrei nu poate fi transmisă în întregime de către fibră, doar lumina incidentă într-un anumit interval de unghi poate fi transmisă. Acest unghi se numește deschiderea numerică a fibrei optice. O deschidere numerică mai mare a fibrelor optice este benefică pentru andocarea fibrelor. Apertura numerică a fibrelor optice produse de diferiți producători variază.
Tipuri de fibre optice:
A. În funcție de modul de transmitere a luminii în fibre optice, aceasta poate fi împărțită în fibre optice cu un singur mod și fibre optice multimodale.
B. Împărțit la fereastra optimă de frecvență de transmisie: fibră monomod convențională și fibră monomod cu dispersie deplasată.
C. În funcție de distribuția indicelui de refracție, acesta poate fi împărțit în fibre optice de tip mutație și tip gradient.
Ce sunt fibra monomod și fibra multimod?
Multi-modul fibra:Miezul central din sticlă este mai gros (50 sau 62,5) μ m) Poate transmite mai multe moduri de lumină. Dar dispersia sa intermodală este relativ mare, ceea ce limitează frecvența de transmitere a semnalelor digitale și devine mai severă odată cu creșterea distanței. De exemplu, o fibră de 600MB/KM are doar o lățime de bandă de 300MB la 2KM. Prin urmare, distanța pentru transmisia cu fibră optică multimod este relativ apropiată, de obicei doar câțiva kilometri.
Singur-modul fibră optică:Miezul central din sticlă este relativ subțire (diametrul miezului este, în general, de 9 sau 10) μ m) Numai un singur mod de lumină poate fi transmis. Prin urmare, dispersia sa intermodală este mică și potrivită pentru comunicarea la distanță, dar dispersia sa cromatică joacă un rol major. Prin urmare, fibrele monomod au cerințe ridicate pentru lățimea spectrală și stabilitatea sursei de lumină, adică lățimea spectrală ar trebui să fie îngustă, iar stabilitatea ar trebui să fie bună.
Ce sunt fibrele monomod convenționale și fibrele monomod cu dispersie deplasată?
Tip convențional:Producătorii de fibre optice optimizează frecvența de transmisie a fibrelor optice pe o singură lungime de undă a luminii, cum ar fi 1300nm.
Tip de deplasare prin dispersie:Producătorii de fibre optice optimizează frecvența de transmisie a fibrelor optice la două lungimi de undă de lumină, cum ar fi 1300nm și 1550nm.
Ce sunt fibrele optice de tip mutație și tip gradient?
Tip mutant:Indicele de refracție de la miezul central al fibrei optice la placarea de sticlă este brusc. Are un cost scăzut și o dispersie intermodală ridicată. Potrivit pentru comunicații la distanțe scurte la viteză mică, cum ar fi controlul industrial. Cu toate acestea, datorită dispersiei intermodale mici, fibrele cu un singur mod adoptă toate un tip de mutație.
Fibră de tip gradient:Indicele de refracție de la miezul central al fibrei la placarea de sticlă scade treptat, permițând luminii de mod înalt să se propage într-o manieră sinusoidală, reducând dispersia intermodală, crescând lățimea de bandă a fibrei și mărind distanța de transmisie. Cu toate acestea, costul este relativ mare. În zilele noastre, fibrele multimodale sunt în mare parte fibre de tip gradient.
Deci, de ce alegem transmisia prin fibră optică în loc de transmisia prin cablu? Să vorbim despre avantajele fibrei optice:
- Banda de trecere a fibrelor optice este foarte largă. Teoretic, poate ajunge la 3 miliarde de megaherți.
- Secțiunea fără releu are o lungime de câteva zeci până la peste 100 de kilometri, iar firul de cupru are doar câteva sute de metri lungime.
- Nu este afectat de câmpuri electromagnetice și radiații.
- Ușoare și de dimensiuni mici. De exemplu, 900 perechi de cabluri cu perechi răsucite cu un diametru de 3 inchi și o greutate de 8 tone/KM se pot conecta la 21000 de linii. Și cablul optic cu un volum de comunicare de zece ori care are un diametru de 0,5 inci și o greutate de 450P/KM.
- Comunicația prin fibră optică nu este electrificată și poate fi utilizată în siguranță în locuri inflamabile și explozive.
- Gamă largă de temperatură ambientală pentru utilizare.
- Rezistență la coroziune chimică și durată lungă de viață.