Optische vezels, gemaakt van glas of plastic, dienen als efficiënte hulpmiddelen voor het overbrengen van licht met behulp van het principe van totale interne reflectie. Gevat in een flexibele plastic omhulsel, deze vezels kunnen buigen zonder te breken, het bieden van een robuuste oplossing voor informatieoverdracht. In dit artikel worden de werkingsprincipes onderzocht, soorten, en toepassingen van optische vezels, wat licht werpt op hun belangrijke rol in de moderne communicatie.
Werkend principe
Optische vezels werken volgens het principe van totale interne reflectie, waardoor minimaal signaalverlies tijdens de transmissie wordt gegarandeerd. Aan een einde, een lichtgevend apparaat, zoals een lichtgevende diode of laser, stuurt lichtpulsen de vezel in, terwijl een lichtgevoelige component aan de andere kant deze pulsen detecteert.
Voordelen van glasvezel
- Enorme communicatiecapaciteit: Theoretisch, een enkele vezel kan tot 10 miljard spraakkanalen tegelijk, het overtreft traditionele coaxkabels en magnetrons met verschillende ordes van grootte.
- Uitgebreide relaisafstanden: Met een extreem lage dempingscoëfficiënt, glasvezel kan signalen doorgeven over afstanden van duizenden kilometers. Dit overtreft ruimschoots de mogelijkheden van traditionele kabels en magnetrons.
- Uitzonderlijke beveiliging: Omdat het fundamentele onderdeel kwarts is, die geen elektriciteit geleidt, glasvezel is ongevoelig voor elektromagnetische interferentie, het bieden van verbeterde beveiliging tegen afluisteren.
- Veelzijdigheid: Glasvezelkabels zijn bestand tegen externe elektromagnetische en industriële interferentie, waardoor ze zeer aanpasbaar zijn in verschillende omgevingen.
- Compact en lichtgewicht: Door het kleine formaat en het lichte gewicht van glasvezelkabels zijn ze gemakkelijk te hanteren en te installeren.
- Overvloedige en betaalbare grondstoffen: Silica, het belangrijkste ingrediënt in glasvezel, is overvloedig en goedkoop, bijdragen aan de kosteneffectiviteit van deze technologie.
Soorten glasvezel
- Multimode glasvezel: In staat om meerdere vormen van licht door te geven, maar lijdt aan aanzienlijke modale spreiding, beperking van het gebruik ervan voor hoogfrequente digitale signalen, vooral over lange afstanden.
- Single-mode glasvezel: Ontworpen om slechts één lichtmodus door te geven, het minimaliseren van modale spreiding en het geschikt maken voor communicatie over lange afstanden.
Dispersie in optische vezels
Oorzaken van verspreiding
Bij optische vezels, lichtsignalen bestaan uit verschillende componenten. Vanwege verschillende voortplantingssnelheden van signaalfrequentiecomponenten of moduscomponenten, er treedt een vertragingsverschil op tussen deze componenten na het verzenden van een bepaalde afstand door de optische vezel. Dit fenomeen, bekend als optische vezeldispersie, leidt tot vervorming van de golfvorm van het transmissiesignaal en verbreding van de pulsen.
Effecten van verspreiding
De aanwezigheid van optische vezeldispersie veroorzaakt vervorming en verbreding van verzonden signaalpulsen, resulterend in intersymboolinterferentie. Om de kwaliteit van de communicatie te waarborgen, het is noodzakelijk om de afstand tussen symbolen te vergroten, d.w.z., verlaag de signaaloverdrachtsnelheid, het beperken van de communicatiecapaciteit en transmissieafstand van het optische vezelsysteem.
Soorten verspreiding
Optische vezeldispersie kan worden ingedeeld in modale spreiding, materiële verspreiding, golfgeleider dispersie, En polarisatie verspreiding op basis van de redenen voor het optreden ervan.
Soorten verlies
- Absorptieverlies(Intrinsieke absorptie: Inherente absorptie van het optische vezelmateriaal zelf; Absorptie van onzuiverheden: Absorptie van licht door onzuiverheden in de optische vezel.)
- Verstrooiend verlies
- Lineaire verstrooiing
- Niet-lineaire verstrooiing
- Onvolmaakte structuurverstrooiing
- Andere verliezen
- Microbend-verlies
Wanneer de optische vezel gebogen is, lichttransmissie kan veranderen van een transmissiemodus naar een stralingsmodus, waardoor er wat licht in de bekleding dringt of door de bekleding naar buiten lekt, resulterend in verlies. Wanneer de buigradius groter is dan 5-10 cm, verliezen veroorzaakt door buigen kunnen worden verwaarloosd.
Single-mode glasvezel vs. Multimode glasvezel
Op het gebied van glasvezel, de keuze tussen single-mode glasvezel (SMF) en multimode glasvezel (MMF) is een kritische overweging, elk biedt unieke kenmerken die geschikt zijn voor specifieke toepassingen.
| MMF | SMF | |
|---|---|---|
| Kosten glasvezel | Duur | Niet te duur |
| Transmissieapparaat | Basis, goedkoop | Duurder (laserdiode) |
| Verzwakking | Hoog | Laag |
| Transmissiegolflengte | 850nm tot 1300 nm | 1260nm tot 1650 nm |
| Bedienen | Grotere kerndiameter voor eenvoudiger gebruik | Verbindingen zijn complexer |
| Afstand | Lokaal netwerk (<2km) | Toegang tot netwerk/middellange afstand/lange afstandsnetwerk (>200km) |
| Bandbreedte | Beperkte bandbreedte | Vrijwel onbeperkte bandbreedte |
| Ten slotte | Glasvezel is duurder, maar netwerkactivering alleen is relatief goedkoop | Biedt hogere prestaties, maar duur om een netwerk op te zetten |
Toepassingen van multimode glasvezel (MMF) en Single-mode glasvezel (SMF)
In overeenstemming met ITU-T-aanbevelingen, communicatievezels worden ingedeeld in zeven categorieën (G.651-G.657), met G.651 als multimode en G.652 tot G.657 als single-mode vezels.
| IT-standaard | Glasvezeltype | Naam | Toepassingen |
|---|---|---|---|
| G.651 | Multimode | Buigbestendige optische vezel | Geschikt voor transmissie over korte afstanden van optische golflengten 850nm/1310nm (Ethernet, LAN) |
| G.652 | Single-modus | Dispersieve niet-verschoven single-mode glasvezel | Geschikt voor lichtgolflengten van 1310 nm-1550 nm (toegang tot netwerk), conventionele single-mode optische vezel. Geschikt voor fiber-to-the-home, lange afstand, en grootstedelijke netwerken. |
| G.653 | Single-modus | Dispersie-verschoven vezel | Geschikt voor transmissie over lange afstanden (backbone-netwerk, onderzeese optische kabel) met een golflengte van 1550 nm, en zal spoedig van het toneel van de geschiedenis verdwijnen |
| G.654 | Single-modus | Cut-off golflengte verschoven vezel | Geschikt voor transmissie over lange afstanden met een optische golflengte van 1550 nm (onderzeese optische kabel, ondersteunt geen DWDM), 5G-dragernetwerk |
| G.655 | Single-modus | Niet-nul dispersie verschoven vezels | Geschikt voor transmissie over lange afstanden van licht met een golflengte van 1550 nm (backbone-netwerk, onderzeese optische kabel, ondersteuning van DWDM), later of alleen voor lijnonderhoud over lange afstanden |
| G.656 | Single-modus | Lage helling niet-nul dispersie verschoven vezel | Een type niet-nul-dispersie-verschoven vezel, het stelt strenge eisen aan de verspreidingssnelheid, het garanderen van transmissieprestaties binnen een groter golflengtebereik in DWDM-systemen, en heeft een lage mogelijkheid tot massaproductie. |
| G.657 | Single-modus | Buigbestendige optische vezel | Nieuwe producten gebaseerd op de behoeften en assemblagetoepassingen van FTTx-technologie. G.657-vezel is de nieuwste vezelvariant die is ontwikkeld op basis van G.652-vezel om het doel van fiber-to-the-home te bereiken. Het is meer geschikt voor FTTH-informatieoverdracht en geschikt voor installatie op smalle plaatsen zoals binnenshuis of in gebouwen. |
Conclusie
Aerech Networks erkent de cruciale rol die glasvezel speelt bij het vormgeven van de toekomst van communicatie. Met zijn enorme capaciteit, uitgebreid bereik, en robuuste beveiligingsfuncties, glasvezel blijft vooroplopen in de technologische vooruitgang. Terwijl we het tijdperk van hoge snelheid omarmen, betrouwbare communicatie, Aerech Networks blijft zich inzetten voor het benutten van de kracht van glasvezel voor een verbonden wereld.
