Многомодовое волокно
Создана 29.04.2022
Отредактирована 29.04.2022
Отредактирована 29.04.2022
Многомодовое оптическое волокно - это волокно, в котором распространяется большое количества мод света (возможно, множество путей прохождения световых лучей) через его сердцевину, в отличие от одномодового, в котором может распространяться только одна мода. Различные моды могут проходить различные расстояния, которые зависят от угла вхождения луча в сердцевину оптического волокна.
Рис. 1. Многомодовое оптическое волокно
Разные углы приводят к тому, что время прохождения светом оптического пути будет различно и разные моды на другом конце волокна будут зарегистрированы с небольшим сдвигом по времени. Такое явление было названо модовой дисперсией. Для производства многомодового оптического волокна используется материал, который называется стеклом с градиентным коэффициентом преломления; в нем коэффициент преломления уменьшается от центра сердцевины к ее краям. Такое распределение коэффициента преломления влечет за собой уменьшение скорости распространения света в центре и увеличение скорости лучей, проходящих по краям сердцевины, и, следовательно, приводит к тому, что все моды достигает конца оптического волокна практически одновременно (это и есть дисперсия мод). Такое строение оптического волокна используется по той причине, что лучи, распространяющиеся ближе к центру сердцевины, проходят меньшее расстояние, чем лучи, которые постоянно отражаются от ее границ. Все лучи должны достичь второго конца волокна одновременно, поскольку в таком случае приемник на другом конце волокна получит четкую световую вспышку вместо длинного слабого импульса.
Стандартный многомодовый оптоволоконный кабель (широко используемый оптический кабель для локальных сетей) производятся с оптическими волокнами с диаметром сердцевины, равным 50 либо 62,5 микрон, и диаметром оболочки 125 микрон. Эти кабели обычно обозначаются как 50/125 либо 62,5/125, в зависимости от диаметра сердцевины (один микрон равен одной миллионной метра). Поскольку диаметр сердцевины намного больше длины световых волн, которые используются для передачи информации, то к такому кабелю применима лучевая модель распространения света, а световые лучи отражаются от границ сердцевины и продолжают распространяться в ней.
Инфракрасные светодиоды (Light-Emitting Diode - LED) и лазеры являются основными источниками света для многомодового оптического волокна. Светодиоды намного дешевле и менее требовательны к чистоте производства, чем лазеры, но в тоже время они не могут быть использованы для передачи сигнала на такие большие расстояния, как лазеры. Многомодовое волокно (62,5/125) может быть использовано для передачи данных на расстояния, не превышающие 2000 метров. Этот тип волокна используется в основном в локальных сетях и для построения опорных сетей.
Светодиоды (Light-Emitting Diode - LED) способны создавать инфракрасное излучение с длиной волны 850 либо 1310 нм. Излучение на таких длинах волн используется для передачи данных по многомодовым оптическим волокнам в локальных сетях. Для фокусировки и передачи светового потока в сердцевину используются линзы.
| | Многомодовое волокно |
| Сердцевина | Более толстая сердцевина, чем в одномодовом волокне (50 либо 62,5 микрона или более) |
| Дисперсия | Большая дисперсия и, как следствие, потери сигнала |
| Расстояние | Пригодно для соединений на большие расстояния (до 2 км.), но меньшие, чем одномодовое волокно |
| Источник света | Используются светодиоды (LED) как источники света в пределах локальных сетей или на расстояниях в пару сотен метров |
Неправильное соединение двух оптических волокон с различными диаметрами
сердцевины сильно уменьшают мощность светового сигнала, как показано на
рисунке ниже. Не стоит соединять оптические волокна с различными
диаметрами сердцевины!
Рис. 2. Соединение различных типов оптического волокна
| <= Назад | Вперед => |