一、 многомодовое оптическое волокно

Когда геометрический размер оптического волокна (в основном диаметр сердцевины d1) намного больше длины световой волны (около 1 м), в оптическом волокне будут десятки или даже сотни мод распространения. Различные моды распространения имеют разные скорости распространения и фазы, что приводит к временной задержке и расширению оптических импульсов после передачи на большие расстояния. Это явление называется модовой дисперсией (также называемой межмодовой дисперсией) оптического волокна.

Дисперсия мод сужает полосу пропускания многомодового волокна и снижает его пропускную способность, поэтому многомодовое волокно подходит только для оптоволоконной связи с меньшей пропускной способностью.

Распределение показателя преломления многомодового волокна в основном параболическое, то есть градиентное распределение показателя преломления. Диаметр его сердцевины составляет около 50 мкм.

Одномодовое волокно

Когда геометрический размер (главным образом диаметр сердцевины) оптического волокна может быть близок к оптической длине волны, например, диаметр сердцевины d1 в диапазоне 5 ~ 10 м, оптическое волокно позволяет распространяться в нем только одной моде (основной моде HE11), а все остальные моды более высокого порядка отсекаются. Такое оптическое волокно называется одномодовым оптоволокном.

Поскольку он имеет только одномодовое распространение и избегает проблемы дисперсии мод, одномодовое волокно имеет очень широкую полосу пропускания, что особенно подходит для оптоволоконной связи большой емкости. Поэтому для реализации одномодовой передачи параметры оптического волокна должны соответствовать определенным условиям. С помощью расчета формулы делается вывод, что когда одномодовая передача оптического волокна с NA=0,12 превышает λ = 1,3 м, радиус сердцевины оптического волокна должен быть ≤ 4,2 м, то есть диаметр его сердцевины D1 ≤ 8,4 м.

Поскольку диаметр сердцевины одномодового оптического волокна очень мал, к процессу его изготовления предъявляются более строгие требования.

三、 Каковы преимущества использования оптоволокна?

1) Полоса пропускания оптического волокна очень широка, теоретически до 30 Тл.

2) Длина бесствольной опоры может достигать десятков-сотен километров, а медного провода — всего несколько сотен метров.

3) Не подвержен влиянию электромагнитного поля и электромагнитного излучения.

4) Легкий вес и небольшой объем.

5) Оптоволоконная связь не электрифицирована, поэтому она безопасна в использовании и может применяться в пожароопасных, агрессивных и других местах.

6) Широкий диапазон температур окружающей среды использования.

7) Длительный срок службы.