Kaj je gradirano indeksno vlakno: delovanje in njegove uporabe

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Poznamo ta multimode vlakno je znano tudi kot vlakno s koračnim indeksom, kjer je funkcija radialnega položaja lomni količnik, tj. na nekaterih območjih je stabilna in na določenih položajih prikazuje korake. Ta so torej znana tudi kot vlakna z razvrščenim indeksom, sicer gradientna indeksna vlakna, ker se lomni količnik zlahka spreminja znotraj radialne smeri. To je mogoče doseči s tehnikami izdelave vlaken. Oblika vlaken z razvrščenim indeksom vključuje parabolično obliko od osi vlaken, ki je oddaljena do določene radialne lokacije. Ta članek obravnava pregled vlaken z razvrščenim indeksom, obdelave in njihovih razlik.

Kaj je gradirano indeksno vlakno?

Opredelitev: V komunikacija z optičnimi vlakni , razvrščeni indeks optična vlakna ima lomni količnik. Ko se radialna razdalja poveča od osi vlaken, se bo lomni količnik zmanjšal. Ker so jedrni deli bližje osi vlakna, potem ima ta v primerjavi z deli blizu obloge visok lomni količnik, bodo svetlobni žarki sledili sinusnim pasom pod vlaknom.




Najpogostejši lomni količnik, uporabljen v vlaknih z razvrščenim indeksom, je parabolični, kar povzroči pogosto preusmeritev emisij znotraj jedra in zmanjša modalno disperzijo. Oblikovanje večmodalne optične vlakne je mogoče izdelati s pomočjo indeksa korakov, sicer stopnjevanega indeksa.

Glavna prednost razvrščenega indeksa v primerjavi s stopničastim indeksom je veliko zmanjšanje modalne razpršenosti. Nadalje je to razpršenost mogoče zmanjšati z izbiro manjše velikosti jedra, da se v enem načinu tvori vlakno stopničastega indeksa. Tovrstna vlakna ureja ITU (Mednarodna zveza za telekomunikacije) v priporočilu G.651.1.



Diagramirani indeks vlaken

V skladu z ITU (Mednarodna telekomunikacijska zveza) je znan tudi kot G.651.1. Gre za eno vrsto vlaken, pri kateri se radialna razdalja poveča, nato pa se bo lomni količnik počasi zmanjševal. Nasprotno pa je tisto, kar običajno opažamo, vlakno G.652.D s profilom lomnega indeksa stopničastega indeksa. Diagram vlaken z razvrščenim indeksom je prikazan spodaj.

Razvrščena indeksna vlakna

Razvrščena indeksna vlakna

Pri vlaknih z razvrščenim indeksom lomni količnik jedra ni stabilen, ampak se počasi zmanjšuje od svoje največje vrednosti (n1) v središču jedra do najmanjše vrednosti (n2) na vmesniku obloge jedra, kar je prikazano v naslednjo sliko. Glavna namena oblikovanja vlaken z razvrščenim indeksom je skoraj kvadratno zmanjšanje in se preučuje skozi α-profil, ki je podan z naslednjo formulo.


Formulirana stopnja indeksa vlaken

Formulirana stopnja indeksa vlaken

V zgornji enačbi je

„Ρ“ je radialni položaj

„A“ je polmer jedra

„Α“ je parameter profila,

„Δ“ je razlika med relativnim lomnim številom

Δ = n1dva-n2dva/ 2n1dva= n1-n2 / n1

Tu parameter, kot je „α“, potrdi profil indeksa, profil vlaken s stopničastim indeksom pa se premakne proti meji velikega „α“. Vlakno paraboličnega indeksa sporoča α = 2.

Zelo enostavno je razumeti, zakaj se v teh vlaknih zmanjšuje disperzija več poti in intermodalno. V zgornjem diagramu lahko opazimo, da se trije žarki v vlaknu prenašajo na različne poti. Za bolj kotne žarke je pot daljša. Vendar se bo hitrost žarka spremenila skupaj s potjo zaradi razlik v lomnem količniku.

Natančneje, žarek, ki kroži vzdolž osi vlaken, bo ubral najkrajši pas, vendar se prenaša počasi, ker je indeks glavni vzdolž tega pasu.

Kotni žarki imajo tudi veliko pot, čeprav vključujejo velik del svojega pasu skozi nizek lomni količnik, zato se premikajo hitreje. Torej je mogoče, da se vsi signali prikažejo hkrati na koncu vlakna, pod pogojem, da izberemo pravilno izbiro α (profil indeksa loma).

Multimodna vlakna z razvrščenim indeksom

Pri tej vrsti vlaken je premer jedra med 50 in 100 mikrometri. Ko ima jedro velik premer, omogoča, da številni žarki krožijo skozi vlakno. Ko svetlobni signal potuje v vlaknu, bo spremenil svoje vedenje skozi čas, ko potuje v njem. Ker smo že razpravljali, da je lomni količnik jedra na osi razmeroma višji v primerjavi z drugim delom v njem.

Torej, ko je svetlobni signal dovoljen, potem kroži v vlaknu, nato pa prehaja iz srednje gostega v visoko gost medij. Torej se svetlobni signal kljub odboju v jedru lomi.

Zato se oddajna svetloba nenehno lomi in upogiba. Torej v primeru večmodnega vlakna svetlobni signali ne krožijo tako, da sledijo ravni črti, temveč sledijo paraboličnemu pasu zaradi neenakomernosti lomnega količnika v jedru.

Toda nekateri načini bodo oddajali po ravni poti ali pa bodo imeli nizko parabolično naravo. Kot rezultat, bodo ti svetlobni signali počasi krožili zaradi napredka v regijah z visokim lomnim količnikom, v primerjavi s tistimi, ki sledijo zelo paraboličnemu pasu.
Svetlobni signali, ki se širijo po celotnem območju, bodo zapustili os, ki se premika med območjem z nizkim lomnim količnikom in oddaja velike razdalje, vendar hitro kroži. Posledično se bo čas kroženja zmanjšal na drugi strani vlakna. Zato bodo vsi signali potovali po različnih pasovih. To odstrani verjetnost širjenja v jedru.

Razlika med indeksom korakov in stopnjevanim indeksnim vlaknom

Glavne razlike med tema dvema vlaknoma so obravnavane v nadaljevanju.

Korak indeksa vlaken

Razvrščena indeksna vlakna

V tem vlaknu je lomni količnik jedra stabilen v celotnem jedru.V tem vlaknu je lomni indeks vlakna z razvrščenim indeksom v središču, središču in se nato zmanjša v smeri vmesnika za oblaganje jedra.
Širjenje svetlobe poteka cikcakŠirjenje svetlobe je spiralno.
Ima nizko pasovno širinoIma visoko pasovno širino
To sta dve vrsti, kot sta mono in multi-modeTo je samo ena vrsta, kot je večnamensko vlakno

Za vsak odsev žarek prečka os vlakna.Žarki v tem vlaknu ne bodo prečkali osi vlaken.
Postopek izdelave je enostavenPostopek izdelave je zapleten.

Prednosti

The prednosti vlaken z razvrščenim indeksom vključujejo naslednje

  • Z uporabo tega vlakna se lahko prenese velika količina podatkov
  • V primerjavi s indeksom korakov je popačenje razmeroma majhno

Slabosti

The med slabosti vlaken z razvrščenim indeksom spadajo naslednji

  • Ima manjšo učinkovitost spenjanja svetlobe.
  • V primerjavi z vlakni s stopniškim indeksom je drago.

Uporabe gradiranih indeksnih vlaken

Vloge vključujejo naslednje.

  • Na splošno se večmodna vlakna z razvrščenim indeksom uporabljajo v sorazmerno manjši pasovni širini in aplikacijah na kratke razdalje LAN-ji (lokalna omrežja), ki deluje s hitrostjo 1 Gbps, sicer manj.
  • Enosmerna vlakna SMF ali Step-index se uporabljajo v visokotemperaturnih in dolgotrajnih aplikacijah, kot so nosilne hrbtenice.

Tu gre torej za to pregled vlaken z razvrščenim indeksom . Na koncu iz zgornjih informacij lahko sklepamo, da se lahko v tem vlaknu prenosni informacijski signal dobro kroži in tudi možnosti razpršitve so v tem primeru manjše. Tukaj je vprašanje za vas, kaj so optična vlakna?