Prema preporukama ITU-T, komunikacijska vlakna se dijele na: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657. U ovom blogu predstavit ćemo glavne karakteristike i principe primjene svakog vlakna, kao i znanost iza prijenosa optičke komunikacije.
G.651 optičko vlakno
G.651 je višemodno vlakno, dok su G.652 do G.657 jednomodno vlakno. Optičko vlakno uglavnom se sastoji od tri dijela: jezgre, obloge i sloja premaza. Jezgra vlakna je dio jezgre koji prenosi optičke signale. Obloga okružuje jezgru vlakna kako bi se ograničio gubitak svjetlosti i osigurala reflektirajuća površina, dok premaz štiti vlakno od vodene pare i mehaničkih oštećenja.
Promjer sloja obloge je obično 125 μm, a promjer sloja premaza (nakon bojenja) općenito je 250 μm. Međutim, promjer jezgre vlakna nije fiksna vrijednost, jer različiti promjer jezgre vlakna izravno dovodi do velike promjene u performansama prijenosa vlakna.
Slika 1. Strukturni dijagram vlakana
Promjer jezgre višemodnog vlakna općenito je 50 μm ~ 100 μm, a kada promjer jezgre postane mali, performanse prijenosa vlakna se značajno poboljšavaju. Za razliku od jednomodnog vlakna koje može prenositi svjetlost samo u jednom načinu, višemodno vlakno može podržati prijenos više poprečnih vođenih valnih načina. kada promjer jezgre vlakna postane manji, načini prijenosa optičkih signala također će postati manji, a interferencija između svakog načina prijenosa postat će manja.
Slika 2. Načini prijenosa višemodnog i jednomodnog vlakna
G.652 optičko vlakno
G.652 vlakno je najčešće korišteno vlakno. Trenutačno, uz kabel vlakno do kuće (FTTH), međugradska i gradska područja koriste gotovo sva vlakna G.652. Prema distribuciji svjetlosne energije, optički signal u jednomodnom vlaknu ne prenosi se samo u jezgri, ali i u ovojnici. Kako bi se opisao stupanj koncentracije svjetlosne energije u jednomodnom vlaknu, najveća udaljenost između dviju točaka u vlaknu definirana je kao promjer polja moda, što je točka u kojoj se intenzitet svjetlosti smanjuje na 1/(e^ 2) najvećeg intenziteta svjetlosti na osi.
Jedan od najvažnijih čimbenika koji utječu na udaljenost prijenosa vlakna je prigušenje vlakna, a koeficijent prigušenja vlakna ovisi o valnoj duljini. Koeficijent slabljenja konvencionalnog jednomodnog vlakna prikazan je na SL. 5. Na slici se može vidjeti da je prigušenje vlakna malo na 1310nm i 1550nm, a 1310nm i 1550nm su postali dva najčešće korištena prozora valnih duljina za jednomodna vlakna.
Slika 3. Gubitak prijenosa
G.653 optičko vlakno
Nakon što se brzina optičkog komunikacijskog sustava dodatno poveća, na prijenos signala počinje utjecati disperzija vlakna. Disperzija se odnosi na fenomen izobličenja signala (širenje impulsa) kada se različite frekvencijske komponente ili različite komponente načina signala (pulsa) šire različitim brzinama i dosežu određenu udaljenost
Slika 4. Dijagram disperzije
Disperzija vlakna varira s valnom duljinom, a koeficijent prigušenja monomodnog vlakna je najmanji na 1550nm, ali je koeficijent disperzije veći na toj valnoj duljini. Tako su ljudi razvili jednomodno vlakno s koeficijentom disperzije 0 na 1550 nm, a ovo naizgled savršeno vlakno je G.653.
G.654 optičko vlakno
Optičko vlakno G.654 uglavnom se koristi u komunikacijskom sustavu podmorskih kabela. Kako bi se zadovoljile potrebe podvodne kabelske komunikacije na velikim udaljenostima i velikom kapacitetu, optičko vlakno G.654 poboljšano je u dva aspekta. (1) Smanjite gubitak optičkih vlakana; Od 0.22dB/km od G.652 do 0.19dB/km (standardna vrijednost). (2) povećanje promjera polja moda vlakna; Što je veći promjer polja moda vlakna, manja je gustoća energije kroz presjek vlakna, kako bi se poboljšao nelinearni učinak vlakana i povećao omjer signala i šuma vlaknastog komunikacijskog sustava.
G.655 optičko vlakno
Vlakno G.653 ima nultu disperziju na valnoj duljini od 1550 nm i ne koristi WDM sustav. Stoga je razvijeno vlakno s malom ali različitom od nule disperzijom na valnoj duljini od 1550 nm, a to je G.655 vlakno. G.655 vlakno ima najmanju atenuaciju i manju disperziju oko 1550nm, što se može koristiti u WDM sustavima. Stoga je vlakno G.655 dugo vremena bilo prvi izbor za međugradske vodove. Međutim, sa zrelošću tehnologije kompenzacije disperzije, vlakno G.655 postupno se zamjenjuje vlaknom G.652, glavni razlog je velika razlika u cijeni vlakana.
G.657 optičko vlakno
G.657 vlakno je najčešće korišteno vlakno osim G.652. To je vrsta vlakna neosjetljivog na savijanje, koje se uglavnom koristi za unutarnje optičko ožičenje. Vlakno G.657 koristi se u FTTH kabelima koji su tanji od telefonskih linija.
Slika 5. Dijagram disperzije