По различным режимам распределения показателя преломления многомодовые волокна можно разделить на многомодовые волокна ступенчатого типа и многомодовые волокна ступенчатого типа. Из-за их различных принципов работы существуют различия в их применениях.
Принцип работы и применение многомодового волокна ступенчатого типа
В волокне ступенчатого типа наблюдается равномерное распределение показателя преломления. Поскольку показатель преломления оболочки низкий, то есть показатель преломления сердцевины выше, чем у оболочки, показатель преломления на границе между сердцевиной и оболочкой резко уменьшается, образуя ступеньку. В многомодовом волокне ступенчатого типа свет распространяется вдоль оси волокна по принципу полного отражения. Среди них разные пути прохождения света в оптическое волокно с разными углами падения. Хотя падающий свет проходит с той же скоростью на входном конце, для достижения выходного конца требуется разное время, что приводит к временной дисперсии, которая приводит к серьезному уширению импульса, которое является так называемой межмодовой дисперсией. .
Поскольку цифровая связь использует световые импульсы для передачи сигналов по оптическим волокнам, модальная дисперсия приводит к тому, что импульсы значительно расширяются и распространяются по мере их распространения по оптоволокну. Чем больше мод проходит волокно, тем больше импульсов оно должно пройти. Это также сильно ограничивает полосу пропускания шагового многомодового волокна. Кроме того, межмодовая дисперсия не подходит для оптоволоконной связи. Для цифровых волоконно-оптических систем, когда дисперсия является серьезной, это приведет к перекрытию импульсов, что приведет к ISI и увеличению BER. Следовательно, дисперсия оптического волокна не только влияет на пропускную способность оптического волокна, но также ограничивает расстояние ретрансляции волоконно-оптической системы связи. Из-за этих ограничений многомодовые ступенчатые волокна часто используются по относительно низкой цене в системах связи на короткие расстояния (в пределах нескольких километров) и на низких скоростях (ниже 8 Мбит / с).
Принцип работы и применение конического многомодового волокна
Показатель преломления сужающегося волокна непрерывно изменяется по определенному закону и не является однородным. Показатель преломления сужающегося волокна является наибольшим на оси волокна и наименьшим вблизи границы оболочки. Другими словами, показатель преломления сужающегося волокна уменьшается с увеличением радиуса сердцевины. В градиентном волокне изменение показателя преломления вызывает преломление, но не полное отражение, и когда свет передается на границу оболочки (с минимальным показателем преломления), волокно будет преломляться обратно к оси волокна.
В конусном многомодовом волокне свет распространяется вперед в виде синусоидальных колебаний. Как и в многомодовом оптоволокне ступенчатого типа, в градиентном многомодовом волокне разный свет распространяется по разным путям. Среди них скорость распространения света разная, потому что скорость света будет изменяться вместе с показателем преломления сердцевины волокна. Чем дальше свет от оси волокна, тем выше будет скорость. Другими словами, чем меньше показатель преломления, тем выше скорость распространения. В то же время конусообразное многомодовое волокно обладает эффектом самофокусировки, и соответствующие лучи под разными углами падения будут концентрироваться в одной и той же точке, а временная задержка этих лучей примерно одинакова. Благодаря этому межмодовая дисперсия может быть значительно уменьшена, так что полоса пропускания сужающегося многомодового волокна выше, чем у ступенчатого многомодового волокна. В результате большинство современных многомодовых волокон имеют конусообразную форму. По сравнению со ступенчатыми многомодовыми волокнами, сужающиеся многомодовые волокна обычно используются в системах связи со средним расстоянием (10 ~ 20 ответвлений) и относительно высокой скоростью передачи (34 ~ 140 Мбит / с), что приводит к более высокой стоимости.
