Одномод vs багатомод

Розроблено безліч типів оптичних волокон. Вони діляться на два основних типи - одномодові і багатомодові. Модою в теорії коливань і хвиль називається тип коливання, тобто яким чином світло йде по волокну. Виходячи з цього, конструкція одномодового волокна така, що в ньому поширюється («може пролізти») тільки одна основна мода, що має найнижчий порядок. З іншого боку, багатомодове волокно має такі параметри серцевини, що світло по ньому може рухатися за допомогою кількох мод (до сотень).

Як правило, одномодове волокно краще і дорожче багатомодового, і ось чому. В останньому випадку сигнали рухаються по волокну по непередбачуваним модам, іноді моди переходять з однієї в іншу і т. п. Це призводить до дисперсійних спотворень, фронт імпульсу втрачає чіткість, «розмазується», стає з квадратного розмитим по Гаусу, через що дальність зв'язку на багатомодовому волокні обмежена. Однак, таке волокно набагато простіше у виготовленні - його світловедуча серцевина має діаметр 50-62,5 мікрон, в той час як для одномодового волокна закони фізики вимагають діаметра серцевини не менше 7 і не більше 10 мікрон. Для деякого поліпшення якості поширення хвиль по багатомодовому волокну воно може виготовлятися не з ступінчастою зміною показника заломлення, а з градієнтною (так звані Селфокі - самофокусуючі волокна). У таких волокнах світло рухається не по ламаній, а по гладкій криволінійній траекторіі, при цьому вплив дисперсії знижується, а якість вихідного сигналу підвищується.


Мал.1. Схема роботи оптичного волокна (взято з Інтернету)


Технологія виготовлення одномодового волокна більш складна і дорога, але якщо вдається домогтися того, щоб весь сигнал рухався по одній моді, дисперсійні спотворення падають в сотні разів. Природно , що для введення випромінювання в одномодове волокно повинен застосовуватися спеціальний лазер з оптичною системою. У багатомодове волокно випромінювання можна вводити за допомогою світлодіода.

Стандартно для оптичного зв'язку використовуються частоти в інфрачервоному діапазоні , де кварцове скло волокна має вікна прозорості : друге - 1310 нм і третє - 1550 нм. Для діагностики працездатності волокон існують пристосування , що вводять в волокно видиме оком червоне світло, але таке випромінювання загасає у волокні приблизно за кілометр, і на великі відстані не використовується.

Всі типи зв'язного волокна мають зовнішню відображаючу (з низьким коефіцієнтом заломлення) оболонку діаметром 125 мікрон.

У загальному випадку одномодове волокно сьогодні з успіхом застосовується для зв'язку на відстані до 100 км при швидкості до 10Гбіт/с, а багатомодове теоретично може використовуватися на відстані до 4-5 км з зниженням швидкості до 1 Гбіт/с, а на практиці його технічна межа становить 500-600 метрів - наприклад, для монтажу локальних мереж по будівлях.

 
© 2013 Diawest.net.ua