Fale w transmisji danych

microphone-338481_640Dla wykorzystywanych w transmisji długości fali, współczynnik odbicia światła w płaszczu jest mniejszy niż w rdzeniu, co powoduje całkowite wewnętrzne odbicie promienia i prowadzenie go wzdłuż osi włókna. Średnicę światłowodu specyfikuje się zarówno dla rdzenia jak i dla powłoki zewnętrznej. Dla współcześnie produkowanych światłowodów jedno modowych średnica rdzenia wynosi od 4 do 10 um (głównie 9um), przy średnicy powłoki od 75 do 125um (głównie 125um). Dla światłowodów wielo modowych o skokowej lub gradientowej zmianie współczynnika odbicia średnica rdzenia mieści się w zakresie od 50 do 1000um, a średnica zewnętrza płaszcza w zależności od struktury wewnętrznej wynosi:  od 125 do 140um dla światłowodów ze współczynnikiem gradientowym (rdzeń niejednorodny) od 125 do 1050um dla światłowodów ze współczynnikiem skokowym (rdzeń jednorodny)  Najczęściej spotykana, znormalizowana średnica zewnętrzna płaszcza światłowodu wynosi 125um, a średnica płaszcza lakierowanego – 250um.  Zasadniczą cechą włókna są mody światłowodowe, określające rozkład pola i fizyczny kształt wiązki świetlnej układającej się w światłowodzie. W światłowodzie wielomodowym istnieją warunki optyczne do powstania i przesyłania wzdłuż włókna optycznego wielu dyskretnych modów (promieni świetlnych), każdy o odmiennej długości fali świetlnej i szybkości propagacji. Dla jedno modowej transmisji światła stosuje się światłowody o mniejszej średnicy rdzenia (typowo – 9um), która jest porównywalna z długością fali świetlnej. W światłowodach tych prowadzona jest tylko jedna monochromatyczna wiązka światła o stałej szerokości propagacji impulsu, co wpływa na zmniejszenie dyspersji transmitowanego sygnału i zwiększa długość toru światłowodowego bez potrzeby regeneracji sygnału.

Transmisje światłowodowe

keyboard-915520__180Na całkowitą dyspersję światłowodu składają się:  dyspersja modowa (nie występuje dla włókien jednomodowych, a dla gradientowych jest nieznaczna) dyspersja materiałowa, nazywana chromatyczną, spektralną lub widmową (spowodowana przesyłaniem wielu fal monochromatycznych w rdzeniu z różnymi prędkościami) dyspersja falowodowa (wynika z częściowego wędrowania wiązki światła przez płaszcz światłowodu)  Najbardziej istotnym z efektów ograniczających zasięg transmisji światłowodowej jest tłumienie. Ze względu na kształt charakterystyki tłumiennościowej szkła kwarcowego w zależności od długości fali, kolejne generacje systemów światłowodowych wykorzystywały do transmisji fal o długościach l=850nm, l=1300nm oraz l=1550nm. Te charakterystyczne punkty nazywane są odpowiednio I, II i III oknem transmisyjnym. I okno transmisyjne zastosowano już w latach siedemdziesiątych. Za atrakcyjnością tego okna przemawia dostępność tanich źródeł światła – diod elektroluminescencyjnych, wadą jest wysoka tłumienność ograniczająca odległość transmisji do kilkunastu kilometrów.