Co to jest kabel światłowodowy jednomodowy?
Kabel światłowodowy jednomodowy przenosi pojedynczą intensywną wiązkę równoległych promieni świetlnych zwykle emitowanych przez wstrzykiwaną diodę laserową (ILD) przez prostującą promień soczewkę kolimacyjną; promień przesuwa się następnie wąskim kanałem optycznym w celu transmisji cyfrowej na duże odległości. Włókna te, zwykle wykonane ze szkła, oferują większą szerokość pasma i mniejszą utratę sygnału niż włókna wielomodowe. Ich rdzenie są cieńsze niż ludzki włos, mierzą około ośmiu mikronów (µm) średnicy, są owinięte płaszczem o długości około 125 µm i przepuszczają światło laserowe przy wyższych długościach fal około 1300 lub 1550 nanometrów (nm). Przy mniejszym współczynniku załamania światła niż włókna wielomodowe intensywne światło lasera przemieszcza się równolegle do osi światłowodu, minimalizując dyspersje impulsów i inne degradacje sygnału występujące w falach przeplatających włókna wielomodowego. Te droższe światłowody jednomodowe służą do obsługi połączeń na duże odległości w sieciach telekomunikacyjnych i kablowych.
Laser wstrzykuje szerokopasmowy jednomodowy kabel światłowodowy światłem o wąskiej szerokości spektralnej. Długie pasmo włókna szklanego zwykle propaguje transmisję laserową za pomocą multipleksowania z podziałem fali (WDM), który dzieli sygnały na różne długości fal w celu zwiększenia przepustowości transmisji. To znacznie poprawia szybkość transmisji w trybie jednomodowym przez światłowód wielomodowy, nawet do 50-krotności potencjalnej odległości.
Pojedyncza fala świetlna w ciaśniejszym rdzeniu praktycznie eliminuje zniekształcenia spowodowane interferencją lub utratą światła. Generuje to najwyższe prędkości transmisji od nadajnika do odbiornika dowolnego włókna. Działa niezależnie od zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i zapobiega podsłuchowi, eliminując wyciek sygnału. Fale świetlne o długości około 1300 nm służą do krótszych odległości, a 1500 nm do dłuższych.
Nadawcza dioda laserowa wysyła sygnał świetlny w dół jednomodowego kabla światłowodowego. Podobnie jak piłki do ping-ponga przez rurkę o nieco większej średnicy, światło, niezdolne do zatrzymania, odbicia, ucieczki lub zawrócenia, przemieszcza się do przodu przez rdzeń otoczony nie wchłaniającą powłoką, która jest dziesięć razy grubsza. Długość fali rozchodzi się w sposób ciągły do przodu z niemożnością załamania, odbicia lub rozproszenia w postaci ciepła w falowodzie. Nie ma dokąd pójść, chyba że napotka chłonne wady produkcyjne lub błędy instalacji lub podłączenia.
Impulsy sygnału mogą przemieszczać się przez regeneratory lub tłumiki, aż dotrą do odbiornika. Tam fotodioda dekoduje przebiegi około 8 000 razy na sekundę, przekształcając je z powrotem w elektroniczne sygnały komputerowe jako dane cyfrowe i informacje audio / wideo. To jest jak czytanie całego 24-tomowego zestawu encyklopedii w ciągu jednej sekundy.
W jednomodowym kablu światłowodowym ta forma propagacji o niskim poziomie strat i najniższym rzędzie może działać tylko powyżej określonej długości fali odcięcia. Jest to znane jako indeks krokowy trybu pojedynczego (SM). Oznacza to, że do transmisji w trybie pojedynczym wybrane są tylko proste wiązki światła; nie mieszają się ani nie odbijają z różną szybkością w propagacji fali wielomodowej, jak przez szersze rdzenie włókien wielomodowych.
Różne typy jednomodowego kabla światłowodowego obejmują odcięte lub przesunięte dyspersyjnie włókna, niezerowe przesunięte dyspersje, światłowód o niskim poziomie wody i inne. Znany również jako światłowód mono-mode lub uni-mode, jest używany głównie w sieciach rozległych (WAN); zyskał jednak większą uwagę ze strony sieci lokalnych (LAN), które rozszerzają swój zasięg na większe odległości w środowiskach takich jak kampusy uniwersyteckie lub korporacyjne. Te droższe kable mają takie czynniki ograniczające, jak promień gięcia, dlatego muszą być starannie zaplanowane przed instalacją przez wykwalifikowanego technika.