Budowa (schemat ogólny): Podziały światłowodów:

Światłowody- wiadomości ogólne:
Kabel światłowodowy – kabel zawierający jedno lub więcej włókien szklanych prowadzących impulsy.
W telekomunikacji wykorzystuje się zwykle światło podczerwone. Kable utworzone z włókien szklanych są
odporne na zakłócenia elektromagnetyczne i mają dużą przepustowość. Przy ich użyciu można osiągać
szybkości przesyłania do 100 Gb/s (ok. 12,5 GB/s); najszybsze systemy światłowodowe mogą prowadzić
sygnał rzędu kilku Tb/s. Kłopot konstrukcyjny sprawia tylko stosunkowo duży promień zgięcia światłowodu.
Musi wynosić on kilka centymetrów, aby było możliwe właściwe wewnętrzne odbijanie i rozchodzenie się
światła, a samo włókno nie uległo uszkodzeniu.
Podstawowe pojęcia:
Dyspersja-jest to tak zwane rozmycie wiązki światła, jest to czynnik niekorzysty, wpływający na zasięg
światłowodu.
Tłumienie-jest jedną z podstawowych cech światłowodów, określa straty mocy optycznej wynikające z
niedoskonałości falowodu.
Propagacja- jest to po prostu rozprzestrzenianie się światła.
Budowa (schemat ogólny):
Światłowód składa się z 3 części:
•Rdzeń – jego grubość wynosi w zależności od rodzaju światłowodu od 5 do 50 mikronów.
Zbudowany jest najczęściej ze szkła kwarcowego lub plastiku, rzadziej z innych rodzajów szkieł
lub materiałów krystalicznych, jak np. szafir.
•Płaszcz – jego średnica to ok. 125 µm. Jest wykonany z materiału o mniejszym współczynniku
załamania światła, niż rdzeń. Najczęściej są to plastiki, lecz niekiedy także stosuje się szkła z
odpowiednimi domieszkami.
•Pokrycie – jego zadaniem jest chronienie płaszcza i rdzenia przed mikropęknięciami. Wykonane
jest z elastycznych materiałów, jak np. akryl. W procesie technologicznym najczęściej składa się z
dwóch lub więcej warstw; łączna średnica to ok. 250 µm.
Podziały światłowodów:
Ze względu na materiał:
•Światłowody szklane (GOF), najczęściej wykorzystywane
•Światłowody plastikowe (POF)
•Światłowody ze szklanym rdzeniem i plastikowym płaszczem (HCS/PCS, PCF)
Ze względu na charakterystykę modową:
Jednomodowe-czyli, że światłowód może przenosić jedynie tylko 1 mod (czyli jedna
wiązka światła).
Nazwa danej
Opis
Dyspersja (powodowanie jej)
Występuje tutaj dyspersja chromatyczna. Dyspersja
chromatyczna składa się z dwóch zjawisk: dyspersji
materiałowej oraz falowej. Obydwa zjawiska mogą
powodować rozmycia sygnału. Dyspersja materiałowa
związana jest z różnym współczynnikiem załamania
światła dla różnych długości fali. Natomiast dyspersja
falowa powodowana jest przechodzeniem wiązki światła
przez płaszcz światłowodu.
Zasięg
120km
Średnia grubość (rdzenia)
8 – 10 mikrometrów (standardowo 9 µm)
Wady
Można przesyłać jedynie jedną wiązkę światła na
raz
Zalety
Daleki zasięg światłowodu
Światłowód jednomodowy.
Wielomodowe-czyli, że światłowód może przenosić więcej niż jedną wiązkę światła.
Nazwa danej
Opis
Dyspersja (powodowanie jej)
Propagowanie wielu modów przyczynia się do
powstawania wewnątrz światłowodu dyspersji modowej,
czyli rozmycia sygnału, które przekłada się na znaczne
ograniczenie zasięgu transmisji bądź jej szybkości.
Rozmycie sygnału spowodowane jest różną drogą między
nadajnikiem i odbiornikiem, jaka musi zostać pokonana
przez każdy z modów. Wynika to z różnych kątów odbicia
wiązki światła od granicy rdzenia.
Zasięg
2 km
Średnia grubość (rdzenia)
62,5 bądź 50 mikrometrów
Wady
Mały zasięg światłowodu
Zalety
Możliwość przenoszenia kilku wiązek światła
naraz.
Światłowód wielomodowy.
Ze względu na rozkład współczynnika załamania:
Swiatłowód skokowy
W światłowodzie tego typu współczynnik załamania zmienia się skokowo pomiędzy rdzeniem a
płaszczem. Mody prowadzone są w rdzeniu pod różnymi kątami, przez co mają różną drogę do
przebycia. Prędkość światła zależy od ośrodka, w którym światło się rozchodzi: w próżni ta prędkość
wynosi 300 000 km/s, a w światłowodzie 200 000 km/s, dlatego czasy przejścia promieni przez mody
światłowodu są różne. Jest to przyczyną tzw. dyspersji międzymodowej, która powoduje poszerzenie
impulsu docierającego na koniec światłowodu. Powoduje to ograniczenie pasma i odległości, na jaką
mogą być przesyłane sygnały.
Światłowód wielomodowy skokowy.
Światłowód gradientowy
Rdzeń światłowodu gradientowego ma budowę warstwową. Każda jest inaczej domieszkowana, dzięki
czemu współczynnik załamania światła zmienia się w sposób ciągły. Największą wartość ma na osi
rdzenia, zaś najmniejszą na granicy z płaszczem. Światłowody gradientowe zapewniają – dla różnych
modów (poruszających się po łukach) – tę samą prędkość rozchodzenia wzdłuż modu. Dzieje się tak,
gdyż fale rozchodzące się w większej odległości od środka poruszają się w warstwach o mniejszym
współczynniku załamania; oznacza to, że mają większą prędkość liczoną wzdłuż drogi poruszania się
promienia.
Światłowód wielomodowy gradientowy.