Типы оптических волокон

Оптические волокна производятся разными способами, обеспечивают передачу оптиче­ского излучения на разных длинах волн, имеют различные характеристики и выполняют раз­ные задачи. Все оптические волокна делятся на две основные группы: многомодовые MMF (multi mode fiber) и одномодовые SMF (single mode fiber).

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые (step index multi mode fiber) и градиентные (graded index multi mode fiber).

Одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые одномодовые волокна (step in­dex single mode fiber) или стандартные волокна SF (standard fiber), на волокна со смещенной дисперсией DSF (dispersion-shifted single mode fiber), и на волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (non-zero dispersion-shifted single mode fiber)

Типы и размеры волокон приведены на рис. Каждое волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина, по которой происходит рас­пространение светового сигнала, изготавливается из оптически более плотного материала. При обозначении волокна указываются через дробь значения диаметров сердцевины и обо­лочки. Волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины. У многомодового градиентного волокна и одномодового волокна со смещенной дисперсией показатель преломления сердцевины зависит от радиуса. Такой более сложный профиль делается для улучшения технических характеристик или для дости­жения специальных характеристик волокна.

Если сравнивать многомодовые волокна между собой (рис., то градиентное во­локно имеет лучшие технические характеристики, чем ступенчатое, по дисперсии. Главным образом это связано с тем, что межмодовая дисперсия в градиентном многомодовом волокне - основной источник дисперсии - значительно меньше, чем в ступенчатом многомодовом во­локне, что приводит к большей пропускной способности у градиентного волокна.

Одномодовое волокно имеет значительно меньший диаметр сердцевины по сравнению с многомодовым и, как следствие, из-за отсутствия межмодовой дисперсии, более высокую пропускную способность. Однако оно требует использования более дорогих лазерных пере­датчиков.

В ВОЛС наиболее широко используются следующие стандарты волокон (табл.):

• многомодовое градиентное волокно 50/125;

• многомодовое градиентное волокно 62, 5/125;

• одномодовое ступенчатое волокно SF (волокно с несмещенной дисперсией или стан­
дартное волокно) 8-10/125;

• одномодовое волокно со смещенной дисперсией DSF 8-10/125;

• одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (по профилю показа­
теля преломления это волокно схоже с предыдущим типом волокна).

• Таблица Стандарты оптических волокон и области их применения

Большинство устройств волоконной оптики используют область инфракрасного спектра в диапазоне от 800 до 1600 нм в основном в трех окнах прозрачности: 850, 1310 и 1550 нм, рис. 2.8 [1]- Именно окрестности этих трех длин волн образуют локальные минимумы затуха­ния сигнала и обеспечивают ббльшую дальность передачи.