Čo je stupňované indexové vlákno: práca a jej aplikácie

Čo je stupňované indexové vlákno: práca a jej aplikácie

Poznáme ten multimód vlákno je tiež známe ako vlákno s krokovým indexom, kde funkciou radiálnej polohy je index lomu, t. j. je stabilný v niektorých oblastiach a vykazuje stupne v určitých polohách. Takže sú tiež známe ako vlákna s odstupňovaným indexom, inak vlákna s gradientovým indexom, pretože index lomu sa ľahko mení v radiálnom smere. Toho je možné dosiahnuť výrobnými technikami vlákien. Dizajn vlákna s odstupňovaným indexom obsahuje parabolický tvar od osi vlákna, ktorá je vzdialená od určitého radiálneho miesta. Tento článok pojednáva o prehľade fungovania vlákna s odstupňovaným indexom a jeho rozdieloch.



Čo je vlákno s odstupňovaným indexom?

Definícia: V komunikácia optickým vláknom , odstupňovaný index optické vlákno má index lomu. Keď sa zvýši radiálna vzdialenosť od osi vlákna, index lomu sa zníži. Pretože časti jadra sú bližšie k osi vlákna, potom má vysoký index lomu v porovnaní s časťami blízko plášťa, takže lúče svetla budú sledovať sínusové pruhy pod vláknom.


Najbežnejší index lomu používaný vo vlákne s odstupňovaným indexom je parabolický, čo má za následok časté opätovné zameranie emisií v jadre a znižuje disodnú disperziu. Návrh multimódového optického vlákna je možné vykonať pomocou krokového indexu, inak odstupňovaného indexu.





Hlavnou výhodou odstupňovaného indexu v porovnaní s krokovým indexom je veľký pokles v rámci modálnej disperzie. Ďalej môže byť táto disperzia znížená výberom menšej veľkosti jadra za vzniku vlákna s krokovým indexom v jednom režime. Tento druh vlákna je regulovaný prostredníctvom ITU (Medzinárodná telekomunikačná únia) v odporúčaní G.651.1.

Stupňovitý diagram indexovaných vlákien

V rámci ITU (Medzinárodná telekomunikačná únia) je známa aj ako G.651.1. Je to jeden druh vlákna, kde sa zvyšuje radiálna vzdialenosť, potom sa index lomu pomaly zmenšuje. Na rozdiel od toho, čo sme zvyčajne pozorovali, je vlákno G.652.D s profilom indexu lomu s krokovým indexom. Schéma vlákien s odstupňovaným indexom je uvedené nižšie.



Odstupňované indexové vlákno

Odstupňované indexové vlákno

Vo vlákne s odstupňovaným indexom nie je index lomu jadra stabilný, ale pomaly klesá z maximálnej hodnoty (n1) v strede jadra na najnižšiu hodnotu (n2) na rozhraní plášťa jadra, ktoré je znázornené na obrázku. nasledujúci obrázok. Hlavným zámerom navrhovania vlákien s odstupňovaným indexom je takmer kvadratické zníženie a je skúmané prostredníctvom α-profilu, ktorý je daný nasledujúcim vzorcom.


Odstupňovaný vzorec indexových vlákien

Odstupňovaný vzorec indexových vlákien

Vo vyššie uvedenej rovnici

„Ρ“ je radiálna poloha

„A“ je polomer jadra

„Α“ je parameter profilu,

„Δ“ je rozdiel medzi relatívnym číslom lomu

Δ = n1dva-n2dva/ 2n1dva= n1-n2 / n1

Tu parameter ako „α“ overuje indexový profil a profil vlákna s krokovým indexom sa posúva smerom k hranici veľkého „α“. Vlákno s parabolickým indexom komunikuje s α = 2.

Je veľmi ľahké pochopiť, prečo sa v týchto vláknach znižuje viaccestná disperzia a intermodal. Na vyššie uvedenom diagrame môžeme pozorovať, že tri lúče vo vlákne sa prenášali rôznymi cestami. Pre viac lomené lúče je cesta dlhšia. Avšak rýchlosť lúča sa bude meniť s dráhou v dôsledku rozdielov v indexe lomu.

Konkrétnejšie, lúč cirkulujúci pozdĺž osi vlákna bude mať najkratší pruh, avšak prenáša pomaly, pretože index je hlavný pozdĺž tohto pruhu.

Uhlové lúče môžu prípadne ísť veľkou cestou, aj keď cez malý index lomu zahŕňajú veľkú časť svojho pruhu, a preto sa pohybujú rýchlejšie. Je teda možné, aby sa všetky signály objavili naraz na konci vlákna, za predpokladu, že vyberieme správny výber α (profil indexu lomu).

Multimódové vlákno s odstupňovaným indexom

U tohto typu vlákna sa priemer jadra pohybuje od 50 do 100 mikrometrov. Ak má jadro veľký priemer, potom umožňuje cirkuláciu mnohých lúčov vláknom. Keď sa svetelný signál pohybuje vo vlákne, potom zmení svoje správanie v čase, keď v ňom cestuje. Pretože sme už diskutovali o tom, že index lomu jadra na osi je relatívne vyšší v porovnaní s jeho druhou časťou.

Akonáhle je teda svetelný signál povolený, bude cirkulovať vo vlákne, potom bude prechádzať z média s nízkou hustotou do média s vysokou hustotou. Svetelný signál sa teda odráža, ale v jadre sa láme.

Vysielacie svetlo sa preto neustále láme a ohýba. Takže v prípade multimódového vlákna svetelné signály necirkujú sledovaním priamky, ale skôr sledujú parabolický pruh kvôli nerovnomernosti indexu lomu v jadre.

Niektoré režimy však budú vysielať priamou cestou alebo majú nízku parabolickú povahu. Výsledkom je, že tieto svetelné signály budú cirkulovať pomaly kvôli pokroku v oblastiach s vysokým indexom lomu, v porovnaní s ktorými nasleduje vysoko parabolický pruh.
Svetelné signály, ktoré sa šíria po celej oblasti, budú odchádzať z osi, ktorá sa pohybuje počas oblasti s nízkym indexom lomu, a prenášajú veľké vzdialenosti, ale rýchlo cirkulujú. Vo výsledku sa zníži čas potrebný na cirkuláciu na inej strane vlákna. Preto všetky signály budú prechádzať rôznymi jazdnými pruhmi. Tým sa odstráni pravdepodobnosť rozšírenia v jadre.

Rozdiel medzi stupňovým indexom a stupňovaným indexovým vláknom

Hlavné rozdiely medzi týmito dvoma vláknami sú uvedené nižšie.

Krokové vlákno

Odstupňované indexové vlákno

V tomto vlákne je index lomu jadra stabilný v celom jadre.V tomto vlákne je index lomu jadra vlákna s odstupňovaným indexom nanajvýš v jadre, v strede a potom sa znižuje v smere rozhrania medzi jadrom a plášťom.
Šírenie svetla je cikcakovým spôsobomŠírenie svetla je špirálové.
Má malú šírku pásmaMá veľkú šírku pásma
Jedná sa o dva typy, ako napríklad mono režim a viac režimovToto je iba jeden typ ako vlákno s viacerými režimami

Pri každom odraze lúč prechádza osou vlákna.Lúče v tomto vlákne nebudú prechádzať osou vlákna.
Proces výroby je ľahkýProces výroby je zložitý.

Výhody

The výhody vlákna s odstupňovaným indexom zahrňte nasledujúce

  • Použitím tohto vlákna je možné prenášať veľké množstvo dát
  • V porovnaní s krokovým indexom je skreslenie pomerne malé

Nevýhody

The Medzi nevýhody vlákna s odstupňovaným indexom patria nasledujúci

  • Má menšiu účinnosť spojenia svetla.
  • Je to nákladné v porovnaní s vláknami s krokovým indexom.

Aplikácie vlákien s odstupňovaným indexom

Aplikácie zahŕňajú nasledujúce.

  • Spravidla sa multimódové vlákno s odstupňovaným indexom používa v aplikáciách s pomerne menšou šírkou pásma a na krátke vzdialenosti LAN (lokálne siete), ktorá beží na 1 Gbps, inak menej.
  • Jednofázové vlákno SMF alebo krokové indexovanie sa používa v aplikáciách s vysokou BW a na dlhé vzdialenosti, ako sú chrbtové kosti nosičov.

Toto je teda všetko o prehľad vlákien s odstupňovaným indexom . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že v tomto vlákne môže byť dobre vysielaný informačný signál, ktorý sa prenáša, a šanca na rozptýlenie je v tomto prípade tiež menšia. Tu je otázka, čo je to optické vlákno?