Światłowód jednomodowy i wielomodowy: różnice i zasady doboru. Różnica między jedno- i wielomodowymi kablami optycznymi

Światłowód (światłowód)- Jest to cienka szklana (czasem plastikowa) nić przeznaczona do przesyłania światła na duże odległości.

Obecnie światłowód jest szeroko stosowany zarówno w skali przemysłowej, jak i domowej. W XXI wieku ceny światłowodów i ich technologii spadły ze względu na postęp technologiczny, a to, co wcześniej uważano za zbyt drogie i innowacyjne, jest obecnie uważane za codzienne.

Co to jest światłowód?

1. tryb pojedyńczy;
2. wielomodowy;

Jaka jest różnica między tymi dwoma rodzajami błonnika?

Tak więc w każdym włóknie znajduje się rdzeń centralny i osłona:

światłowód jednomodowy

W światłowodzie jednomodowym rdzeń środkowy ma 9 µm, a płaszcz światłowodu 125 µm (stąd oznaczenie 9/125 światłowodu jednomodowego). Wszystkie strumienie świetlne (mody), ze względu na małą średnicę rdzenia centralnego, przebiegają równolegle lub wzdłuż osi centralnej rdzenia. Zakres długości fal stosowany w światłowodzie jednomodowym wynosi od 1310 do 1550 nm i wykorzystuje skupioną, wąsko skupioną wiązkę laserową.

Światłowód wielomodowy

W światłowodzie wielomodowym rdzeń ma 50 µm lub 62,5 µm, a płaszcz również 125 µm. W związku z tym wiele strumieni świetlnych przechodzi przez światłowód wielomodowy, który ma różne trajektorie i jest stale odbijany od „krawędzi” rdzenia centralnego. Długości fal stosowane w światłowodach wielomodowych wynoszą od 850 do 1310 nm i wykorzystują wiązki rozproszone.

Różnice w charakterystyce światłowodu jednomodowego i wielomodowego

Ważną rolę odgrywa tłumienie sygnału w światłowodach jednomodowych i wielomodowych. Tłumienie w światłowodzie jednomodowym ze względu na wąską wiązkę jest kilkakrotnie mniejsze niż w światłowodzie wielomodowym, co po raz kolejny podkreśla zaletę światłowodu jednomodowego.

Wreszcie jednym z głównych kryteriów jest przepustowość światłowodu. Ponownie światłowód jednomodowy ma przewagę nad światłowodem wielomodowym. Pasmo tryb jednomodowy jest wielokrotnie (jeśli nie „o rząd wielkości”) wyższy niż wielomodowy.

Zawsze uważano, że światłowody FOCL oparte na światłowodach wielomodowych są znacznie tańsze niż światłowody jednomodowe. Wynikało to z faktu, że jako źródło światła w trybie wielomodowym zastosowano diody LED, a nie lasery. Jednak w ostatnie lata lasery zaczęto stosować zarówno w trybie jednomodowym, jak i wielomodowym, co wpłynęło na wyrównanie cen sprzętu do różne rodzajeświatłowód.

Kabel optyczny jednomodowy i wielomodowy

Zostaje zdefiniowana cienka przezroczysta żyła, która sama w sobie przenosi światło światłowód. Głównym celem kabla optycznego jest podstawa linii zdolnych do przesyłania pakietu danych cyfrowych przez duża prędkość. Optyka jest nieliczna w swojej budowie: rdzeń, płaszcz wewnętrzny i płaszcz zewnętrzny, który chroni światłowód przed czynnikami zewnętrznymi. negatywne czynniki. Każdy z tych elementów odgrywa rolę w funkcjonowaniu światłowodu.

Do tej pory znane są rodzaje światłowodów: tryb pojedyńczy oraz wielomodowy.

Kabel optyczny jednomodowy

W kabel optyczny jednomodowy rozmiar rdzenia wynosi +/- 9 mm przy standardowym rozmiarze skóry 125 mm. Tylko jeden rdzeń może spełniać swoje zadanie funkcjonalne, typowe dla tego typu światłowodu. Gdy promienie przechodzą przez światłowód, trajektoria ich ruchu jest niezmienna i jednoczesna, dzięki czemu struktura nałożonego sygnału nie może zostać zniekształcona. Sygnały cyfrowe mogą być przesyłane na wiele kilometrów bez ryzyka rozproszenia promieni. Do pracy z optyką monofilamentową stosuje się laser, który wykorzystuje światło o określonej wielkości fali. Dobre Ogólna charakterystyka dają podstawy do stosowania tego typu włókna wszędzie, ale jego wysoki koszt i względna kruchość obniżają kryteria oceny.

Z kolei światłowód jednomodowy może być:

• przesunięta wiązka.
  Światłowód tego typu charakteryzuje się mniejszą średnicą rdzenia, co pozwala na stosowanie go w zakresie roboczym 1,5 μm na liniach szerokopasmowych z wykorzystaniem wzmacniaczy optycznych.
• z przesiedleńcem minimalna długość fale,
  w którym światłowód może obsłużyć jeden propagowany sygnał. Takie światłowód wykorzystuje dużą ilość energii do przesyłania danych na duże odległości i zostało opracowane do użytku na liniach morskich.
• z niezerowym przesuniętym rozrzutem wiązki.
  Przy zastosowaniu tego typu światłowodu efekty nieliniowe nie mają wpływu na jakość dostarczanego sygnału i jego strukturę, co umożliwia wykorzystanie tego światłowodu w systemach technologii DWDM.

Wielomodowy kabel optyczny

W wielomodowy kabel optyczny(patrz rozdział) promienie świetlne ulegają znacznemu rozproszeniu iw tym przypadku dochodzi do znacznego zniekształcenia struktury transmitowanego sygnału. Rdzeń ma wskaźnik +/- 60 mikronów, skórka standardowa - 125 mikronów. Zastosowanie konwencjonalnej diody LED do funkcjonowania wielordzeniowego (w przeciwieństwie do lasera, który jest stosowany w włóknie monofilamentowym) zapewnia zwiększenie żywotności światłowodu i pozytywnie wpływa na jego koszt. Jednocześnie współczynnik tłumienia w wielordzeniowym jest podwyższony w porównaniu z jednordzeniowym i oscyluje w granicach 15 dB/km.

Światłowód wielomodowy zależy od schodkowy oraz gradient.

Światłowód schodkowy charakteryzuje się dużym rozpraszaniem wiązki ze względu na nierówne warstwy skoku gęstości rdzenia kwarcowego, więc jego zastosowanie jest ograniczone krótkie linie znajomości. Światłowód gradientowy charakteryzuje się zmniejszonym rozpraszaniem wiązki dzięki płynnemu rozkładowi współczynnika załamania światła. Średnica rdzenia gradientowego światłowodu wielordzeniowego wynosi +/- 55 µm, osłona jest wartością standardową (125 µm).

Czytać 9773 raz Ostatnio zmodyfikowany niedziela, 21 grudnia 2014 02:00

Ich historia sięga 1960 roku, kiedy wynaleziono pierwszy laser. W tym samym czasie samo światłowód pojawił się dopiero 10 lat później, a dziś to on jest podstawa fizyczna nowoczesny internet.

Włókna światłowodowe wykorzystywane do transmisji danych mają zasadniczo podobną budowę. Część światłowodu przepuszczająca światło (rdzeń, rdzeń lub rdzeń) znajduje się w środku, wokół niej znajduje się tłumik (czasami nazywany osłoną). Zadaniem amortyzatora jest stworzenie interfejsu między mediami i zapobieganie wydostawaniu się promieniowania z rdzenia.

Zarówno rdzeń, jak i tłumik wykonane są ze szkła kwarcowego, a współczynnik załamania rdzenia jest nieco wyższy niż tłumika, aby zrealizować zjawisko zupełności wewnętrzne odbicie. W tym celu wystarczy różnica w częściach setnych - np. rdzeń może mieć współczynnik załamania światła n 1 =1,468, a tłumik wartość n 2 =1,453.

Średnica rdzenia włókien jednomodowych wynosi 9 µm, wielomodowych 50 lub 62,5 µm, natomiast średnica tłumika dla wszystkich włókien jest taka sama i wynosi 125 µm. Strukturę światłowodów pokazano w skali na ilustracji:

Stopniowy profil współczynnika załamania (krok- indeks włókna) - najprostszy do produkcji światłowodów. Jest to dopuszczalne dla włókien jednomodowych, gdzie warunkowo uznaje się, że istnieje tylko jeden „mod” (ścieżka propagacji światła w rdzeniu). Włókna wielomodowe step-index charakteryzują się jednak dużą dyspersją ze względu na obecność duża liczba tryb, który prowadzi do dyspersji, „rozprzestrzeniania się” sygnału, a ostatecznie ogranicza odległość, na której mogą działać aplikacje. Gradientowy współczynnik załamania światła pozwala zminimalizować dyspersję modów. Włókna gradientowe są wysoce zalecane do systemów wielomodowych. (stopniowane- indeks włókna) , w którym przejście od rdzenia do amortyzatora nie ma „kroku”, ale następuje stopniowo.

Głównym parametrem charakteryzującym dyspersję i odpowiednio zdolność światłowodu do obsługi aplikacji na określonych odległościach jest współczynnik przepustowości. Obecnie światłowody wielomodowe dzielą się na cztery klasy według tego wskaźnika, od OM1 (co nie jest zalecane do stosowania w nowych systemach) do najbardziej wydajnej klasy OM4.

Włókna jednomodowe dzielą się na klasy OS1 (włókna konwencjonalne wykorzystywane do transmisji na 1310 nm lub 1550 nm) oraz OS2, które mogą być wykorzystywane do transmisji szerokopasmowej w całym zakresie od 1310 nm do 1550 nm z podziałem na kanały transmisyjne, lub w jeszcze więcej szeroki zasięg na przykład od 1280 do 1625 nm. Na etap początkowy uwolnienie włókien OS2 oznaczono oznaczeniem LWP (Niski Woda szczyt) aby podkreślić, że minimalizują one piki absorpcji pomiędzy oknami przezroczystości. Transmisja szerokopasmowa w światłowodach jednomodowych o najwyższej wydajności zapewnia szybkość transmisji przekraczającą 10 Gb/s.

Światłowód jednomodowy i wielomodowy: zasady wyboru

Biorąc pod uwagę opisaną charakterystykę światłowodów wielomodowych i jednomodowych, możemy podać zalecenia dotyczące doboru typu światłowodu w zależności od wydajności aplikacji i odległości, na jakiej musi pracować:

dla prędkości powyżej 10 Gb/s wybierz światłowód jednomodowy niezależnie od odległości

dla aplikacji 10 Gigabit i odległości powyżej 550 m, również wybierz światłowód jednomodowy

dla aplikacji 10 Gigabit i odległości do 550 m dostępne jest również światłowód wielomodowy OM4

dla aplikacji 10 Gigabit i odległości do 300 m dostępne jest również światłowód wielomodowy OM3

dla aplikacji 1 Gigabit i odległości do 600-1100 m możliwe jest włókno wielomodowe OM4

dla aplikacji 1 Gigabit i odległości do 600-900 m możliwe jest włókno wielomodowe OM3

Światłowód wielomodowy OM2 dostępny dla aplikacji 1 Gigabit i odległości do 550 m

Koszt światłowodu jest w dużej mierze zdeterminowany średnicą rdzenia, więc kabel wielomodowy, przy innych parametrach, jest droższy niż kabel jednomodowy. Jednocześnie sprzęt aktywny do systemów jednomodowych, ze względu na zastosowanie w nich potężnych źródeł laserowych (na przykład laser Fabry-Perot), jest znacznie droższy niż sprzęt aktywny do systemów wielomodowych, które wykorzystują albo stosunkowo niedrogie Lasery powierzchniowo emitujące VCSEL lub nawet tańsze źródła LED. Przy ocenie kosztu systemu należy wziąć pod uwagę zarówno koszty infrastruktury kablowej, jak i sprzętu aktywnego, a te ostatnie mogą być znacznie wyższe.

Do tej pory istnieje praktyka doboru kabla optycznego w zależności od zakresu zastosowania. Stosowane jest światłowód jednomodowy:

w morskich i transoceanicznych liniach łączności kablowej;

w naziemnych dalekobieżnych liniach miejskich;

w łączach operatorskich, łączach komunikacyjnych między węzłami miejskimi, w dedykowanych kanałach optycznych międzymiastowych, w łączach magistralnych do urządzeń operatorskich komunikacja mobilna;

w systemach telewizja kablowa(przede wszystkim OS2, transmisja szerokopasmowa);

w systemach GPON z doprowadzeniem światłowodu do modemu optycznego zlokalizowanego u użytkownika końcowego;

w SCS na autostradach dłuższych niż 550 m (z reguły między budynkami);

w SCS obsługujących centra przetwarzania danych, niezależnie od odległości.

Światłowód wielomodowy jest używany głównie:

w SCS w szybach wewnątrz budynku (gdzie z reguły odległości nie przekraczają 300 m) oraz w szybach między budynkami, jeśli odległość nie przekracza 300-550 m;

w poziomych segmentach SCS oraz w systemach FTTD ( włókna- do- ten- biurko), gdzie użytkownicy są zainstalowani na stacjach roboczych z wielomodowymi optycznymi kartami sieciowymi;

w centrach danych oprócz światłowodu jednomodowego;

we wszystkich przypadkach, w których odległość pozwala na użycie kabli wielomodowych. Chociaż same kable są droższe, oszczędności w sprzęcie aktywnym rekompensują te koszty.

Można się spodziewać, że w najbliższych latach światłowód OS2 będzie stopniowo zastępował OS1 (jest wycofywany), a włókna 62,5/125 µm znikną w systemach wielomodowych, ponieważ zostaną one całkowicie zastąpione przez włókna 50 µm, prawdopodobnie OM3- Klasy OM4.

Testowanie jednomodowych i wielomodowych kabli optycznych

Po zamontowaniu wszystkie zamontowane segmenty optyczne podlegają testom. Tylko pomiary wykonane specjalnym sprzętem mogą zagwarantować charakterystykę zainstalowanych linii i kanałów. Do certyfikacji SCS używane są urządzenia z kwalifikowanymi źródłami promieniowania na jednym końcu linii i miernikami na drugim. Taki sprzęt jest produkowany przez Fluke Networks, JDSU, Psiber; wszystkie takie urządzenia mają ustalone podstawy dopuszczalnych strat optycznych zgodnie z normami telekomunikacyjnymi TIA/EIA, ISO/IEC i innymi. Dłuższe linie optyczne są sprawdzane za pomocą reflektometry optyczne o odpowiednim zakresie dynamiki i rozdzielczości.

W fazie eksploatacji wszystkie zainstalowane segmenty optyczne wymagają ostrożnego obchodzenia się i regularnego używania specjalnych chusteczki czyszczące, patyczki i inne środki czystości.

Często zdarza się, że ułożone kable ulegają uszkodzeniu, na przykład podczas kopania rowów lub wykonywania prace naprawcze wewnątrz budynków. W takim przypadku do lokalizacji uszkodzenia potrzebny jest OTDR lub inne narzędzie diagnostyczne oparte na zasadach reflektometrii i pokazujące odległość do miejsca uszkodzenia (podobne modele dostępne są w firmach Fluke Networks, EXFO, JDSU, NOYES (FOD), Greenlee Komunikacja i inne).

Dostępne na rynku modele budżetowe przeznaczone są głównie do lokalizacji uszkodzeń (złe spawy, pęknięcia, makrozgięcia itp.). Często nie są w stanie przeprowadzić szczegółowej diagnostyki linii optycznej, zidentyfikować wszystkich jej niejednorodności i profesjonalnie stworzyć raportu. Ponadto są mniej niezawodne i trwałe.

Sprzęt wysokiej jakości - wręcz przeciwnie, niezawodny, zdolny do diagnozowania FOCL w najdrobniejszych szczegółach utwórz poprawną tabelę zdarzeń, wygeneruj edytowalny raport. Ta ostatnia jest niezwykle istotna dla certyfikacji linii optycznych, ponieważ czasami zdarzają się połączenia spawane przy tak małych stratach, że reflektometr nie jest w stanie takiego połączenia określić. Ale spawanie nadal tam jest i musi być pokazane w raporcie. W tym przypadku oprogramowanie pozwala na przymusowe ustawienie zdarzenia na śladzie i ręczny pomiar strat na nim.

Wiele profesjonalnych urządzeń ma również możliwość rozszerzenia funkcjonalności poprzez dodanie opcji: wideomikroskop do kontroli końców włókien, źródło promieniowanie laserowe i miernik mocy, telefon optyczny itp.

Rodzaje światłowodów

Istnieją dwa rodzaje światłowodów: wielomodowy (MM) oraz tryb pojedyńczy (SM), które różnią się średnicami rdzenia prowadzącego światło. Światłowód wielomodowy, z kolei jest dwojakiego rodzaju: ze schodkowymi i gradientowymi profilami współczynnika załamania w przekroju.

Światłowód wielomodowy ze stopniowanym indeksem

W schodkowym włóknie można wzbudzać i propagować do tysiąca modów z różnymi rozkładami w przekroju poprzecznym i długości włókna. Tryby mają różne ścieżki optyczne, a zatem różne razy propagacja wzdłuż światłowodu, która powoduje rozszerzanie się impulsu świetlnego w miarę przemieszczania się przez włókno. Zjawisko to nazywa się dyspersja międzymodowa i bezpośrednio wpływa na szybkość przesyłania informacji przez światłowód. Zakres światłowodów schodkowych to krótkie (do 1 km) linie komunikacyjne z szybkością przesyłania informacji do 100 Mb/s, robocza długość fali promieniowania wynosi zwykle 0,85 mikrona.

Światłowód wielomodowy ze stopniowanym współczynnikiem załamania

Różni się od schodkowego tym, że współczynnik załamania światła zmienia się w nim płynnie od środka do krawędzi. W efekcie tryby idą płynnie, a dyspersja międzymodowa jest mniejsza.

gradient włókno zgodne z normami ma średnicę rdzenia 50 mikronów i 62,5 mikronów, średnicę płaszcza 125 mikronów. Znajduje zastosowanie w liniach wewnątrzobiektowych o długości do 5 km, z szybkością transmisji do 100 Mb/s przy długości fali 0,85 mikrona i 1,35 mikrona.

światłowód jednomodowy

Standard tryb pojedyńczyświatłowód ma średnicę rdzenia 9 µm i średnicę płaszcza 125 µm

W tym włóknie istnieje i propaguje tylko jeden mod (dokładniej dwa mody zdegenerowane o polaryzacjach ortogonalnych), dlatego nie ma w nim dyspersji międzymodowej, co umożliwia przesyłanie sygnałów na odległość do 50 km z szybkością do 2,5 Gbit/s i więcej bez regeneracji. Działające długości fal λ1 = 1,31 µm i λ2 = 1,55 µm.

Okna przezroczystości światłowodów.

Mówiąc o przezroczystościach światłowodu, zazwyczaj rysują taki obraz.

Okna przezroczystości światłowodów

Obecnie włókno o tej charakterystyce jest już uważane za przestarzałe. Już dawno opanowano produkcję światłowodu AllWave ZWP (zero water peak), w którym eliminowane są jony wodorotlenkowe w składzie szkła kwarcowego. Takie szkło nie ma już okienka, ale otwór w zakresie od 1300 do 1600 nm.

Wszystkie okna przezroczystości leżą w zakresie podczerwieni, co oznacza, że ​​światło przepuszczane przez FOCL nie jest widoczne dla oka. Warto zauważyć, że promieniowanie widoczne dla oka można wprowadzić również do standardowego światłowodu. W tym celu stosuje się albo małe klocki, które występują w niektórych reflektometrach, albo nawet nieco zmodyfikowany chiński wskaźnik laserowy. Za pomocą takich urządzeń można znaleźć pęknięcia w sznurkach. Tam, gdzie włókno jest zerwane, widać jasną poświatę. Takie światło szybko zanika we włóknie, dzięki czemu można go używać tylko na krótkich dystansach (nie więcej niż 1 km).

Elastyczność światłowodu

Mam nadzieję, że fotografia uspokoi tych, którzy są przyzwyczajeni do postrzegania szkła jako tłukącego się i kruchego.

Światłowód. Elastyczność włókien

Pokazano tutaj typowy światłowód jednomodowy. To samo, 125 mikronów szkła kwarcowego, które jest używane wszędzie. Dzięki powłoce lakierniczej włókno wytrzymuje zagięcia o promieniu 5 mm (wyraźnie widoczne na rysunku). Światło, a co za tym idzie sygnał, niestety już nie przechodzi przez taki zakręt.

Informacje o dekodowaniu oznaczeń kabli światłowodowych znajdujących się w tym miejscu dostępne są na stronach:

Światłowód(znany jako światłowód) to zasadniczo inny typ kabla w porównaniu z dwoma typami kabla elektrycznego lub miedzianego. Informacje z niego przekazywane są nie za pomocą sygnału elektrycznego, ale za pomocą światła. Jej głównym elementem jest przezroczyste włókno szklane, przez które światło przechodzi na duże odległości (do kilkudziesięciu kilometrów) z niewielkim tłumieniem.

Ryż. jeden. światłowód. Struktura

Konstrukcja kabla światłowodowego jest bardzo prosta i podobna do konstrukcji koncentrycznego kabla elektrycznego (rysunek 1). Jedynie zamiast centralnego przewodu miedzianego stosuje się tu cienkie (około 1-10 półciemne średnicy) włókno szklane (3), a zamiast izolacji wewnętrznej zastosowano osłonę szklaną lub plastikową (2), która nie przepuszcza światła wyjść poza włókno szklane. W tym przypadku rozmawiamy o reżimie tzw. całkowitego wewnętrznego odbicia światła od granicy dwóch substancji o różnych współczynnikach rozbicia (dla szklanej powłoki współczynnik rozbicia jest znacznie niższy niż dla włókna centralnego). Metalowa osłona kabla jest zwykle pomijana, ponieważ nie jest tu potrzebne ekranowanie przed zewnętrznymi przeszkodami elektromagnetycznymi. Czasami jednak jest nadal używany do mechanicznej ochrony przed środowisko(taki kabel jest czasem nazywany opancerzonym, może łączyć kilka kabli światłowodowych pod jedną osłoną).

Światłowód posiada wyjątkowe cechy w zakresie bezpieczeństwa i tajności przesyłanych informacji. W zasadzie żadne zewnętrzne przeszkody elektromagnetyczne nie są w stanie zniekształcić sygnału świetlnego, a sam sygnał nie generuje zewnętrznego promieniowania elektromagnetycznego. Podłączenie do tego typu kabla w celu nieautoryzowanego słuchania sieci jest prawie niemożliwe, ponieważ naruszona jest integralność kabla. Teoretycznie przepustowość takiego kabla sięga 10 12 Hz, czyli 1000 GHz, czyli nieporównywalnie więcej niż w przypadku kabli elektrycznych. Koszt kabla światłowodowego stale spada i maleje ten moment w przybliżeniu równa się kosztowi cienkiego kabla koncentrycznego.

Typowa wielkość tłumienia sygnału w kablach światłowodowych przy częstotliwościach używanych w sieci lokalne, waha się od 5 do 20 dB / km, co w przybliżeniu odpowiada wydajności kabli elektrycznych przy niskich częstotliwościach. Natomiast w przypadku kabla światłowodowego wraz ze wzrostem częstotliwości nadawanego sygnału tłumienie wzrasta bardzo nieznacznie, a przy wysokich częstotliwościach (zwłaszcza powyżej 200 MHz) jego przewaga nad kablem elektrycznym jest niepodważalna, po prostu ma brak konkurentów.

Wady kabla światłowodowego

Najważniejszym z nich jest duża złożoność instalacji (z instalacja kabla światłowodowego separacja wymaga dokładności mikronowej, tłumienie w separacji silnie zależy od dokładności włókna szklanego i stopnia jego wypolerowania). Do montażu separacji, spawania lub klejenia używa się specjalnego żelu, który ma taki sam współczynnik łamania światła jak włókno szklane. W każdym razie wymaga to wysoko wykwalifikowanego personelu i specjalnych narzędzi. Dlatego najczęściej kabel światłowodowy sprzedawany jest w postaci wstępnie pociętych kawałków o różnych długościach, na których obu końcach jest już zainstalowany wymagany rodzaj separacji. Warto pamiętać, że złej jakości ustawienie separacji drastycznie zmniejsza dopuszczalną długość kabla ze względu na tłumienie.

Trzeba też pamiętać, że zastosowanie kabla światłowodowego wymaga specjalnych odbiorników i nadajników optycznych, które zamieniają sygnały świetlne na sygnały elektryczne i odwrotnie, co czasami znacznie podnosi koszt całej sieci.

Kable światłowodowe umożliwiają rozgałęzienie sygnału (do tego celu produkowane są specjalne rozdzielacze pasywne ( łączniki) dla 2-8 kanałów), ale z reguły służą do transmisji danych tylko w jednym kierunku między jednym nadajnikiem a jednym odbiornikiem. W końcu każde rozgałęzienie nieuchronnie znacznie osłabia sygnał świetlny, a jeśli jest wiele rozgałęzień, to światło może po prostu nie docierać do końca sieci. Ponadto w rozdzielaczach występują straty wewnętrzne, więc całkowita moc sygnału na wyjściu jest mniejsza niż moc wejściowa.

Kabel światłowodowy jest mniej wytrzymały i elastyczny niż kabel elektryczny. Typowy dopuszczalny promień gięcia wynosi około 10 - 20 cm, przy mniejszych promieniach gięcia centralne włókno może pękać. Słabo toleruje rozciąganie kabli i mechaniczne, a także wpływy zgniatania.

Wrażliwy kabel światłowodowy oraz na promieniowanie jonizujące, dzięki któremu zmniejsza się przezroczystość włókna szklanego, czyli wzrasta tłumienie sygnału . ostre krople temperatury również negatywnie na to wpływają, włókno szklane może pękać.

Używaj kabla światłowodowego tylko w sieciach o topologii gwiazdy i pierścienia. W tym przypadku nie ma problemów z dopasowaniem i uziemieniem. Kabel zapewnia idealną izolację galwaniczną komputerów sieciowych. W przyszłości ten typ kabla prawdopodobnie wyprze kable elektryczne lub przynajmniej znacznie je pokona. Zasoby miedzi na planecie wyczerpują się, a surowca do produkcji szkła jest wystarczająco dużo.

Rodzaje kabli światłowodowych

1. wielomodowy lub wielomodowy kabel, tańszy, ale gorszej jakości;
2. tryb pojedyńczy kabel, droższy, ale ma najlepsza wydajność w porównaniu do pierwszego.

Istota rozbieżności między tymi dwoma typami sprowadza się do różnych sposobów przechodzenia promieni świetlnych w kablu.

Ryż. 2. Propagacja światła w kablu jednomodowym

W kablu jednomodowym prawie wszystkie wiązki poruszają się tą samą drogą, dzięki czemu docierają do odbiornika w tym samym czasie, a kształt sygnału prawie nie jest zniekształcony (rys. 2). Kabel jednomodowy ma centralną średnicę włókna około 1,3 µm i przepuszcza światło tylko na tej samej długości fali (1,3 µm). Rozproszenie i straty sygnału są bardzo małe, co pozwala na przesyłanie sygnałów na znacznie większą odległość niż w przypadku zastosowania kabla wielomodowego. W przypadku kabla jednomodowego stosuje się transceivery laserowe, które wykorzystują światło tylko o wymaganej długości fali. Takie nadajniki-odbiorniki są nadal stosunkowo drogie i nietrwałe. Jednak w przyszłości kabel jednomodowy powinien stać się głównym typem ze względu na jego doskonałą wydajność. Ponadto lasery są szybsze niż konwencjonalne diody LED. Tłumienie sygnału w kablu jednomodowym wynosi około 5 dB/km i można je nawet zmniejszyć do 1 dB/km.

Ryż. 3. Propagacja światła w kablu wielomodowym

W kablu wielomodowym trajektorie promieni świetlnych mają zauważalny rozrzut, w wyniku czego kształt sygnału na końcu odbiorczym kabla jest zniekształcony (rys. 3). Włókno centralne ma średnicę 62,5 µm, a średnica zewnętrznej osłony wynosi 125 µm (czasami podaje się ją jako 62,5/125). Do transmisji używana jest konwencjonalna (nielaserowa) dioda LED, co zmniejsza koszty i wydłuża żywotność nadajników-odbiorników w porównaniu z kablem jednomodowym. Długość fali światła w kablu wielomodowym wynosi 0,85 µm, natomiast rozrzut długości fal wynosi około 30 – 50 nm. Dopuszczalna długość kabla wynosi 2 - 5 km.

Kabel wielomodowy- Jest to obecnie główny typ kabla światłowodowego, ponieważ jest tańszy i bardziej dostępny. Tłumienie w kablu wielomodowym jest większe niż w kablu jednomodowym i wynosi 5-20 dB/km.

Typowe opóźnienie dla najpopularniejszych kabli wynosi około 4-5 ns/m, co jest zbliżone do opóźnienia w kablach elektrycznych.
Kable światłowodowe, podobnie jak kable elektryczne, są dostępne w plenum oraz nieplenum.