Giai đoạn phát triển và phân loại chế độ truyền dẫn sợi quang

Truyền dẫn sợi quang, nghĩa là truyền dữ liệu và tín hiệu sử dụng sợi quang làm phương tiện. Sợi quang không chỉ có thể được sử dụng để truyền tín hiệu analog và tín hiệu số mà còn có thể đáp ứng nhu cầu truyền video. Truyền dẫn sợi quang thường được thực hiện bằng cáp quang và tốc độ truyền dữ liệu của một sợi quang có thể đạt tới vài Gbps. Nếu không sử dụng bộ lặp quang học, khoảng cách truyền dẫn sợi quang có thể đạt tới hàng chục km.

1. giai đoạn phát triển của truyền dẫn sợi quang

(1) giai đoạn xoắn đôi

Ở giai đoạn này, giọng nói không thể trộn lẫn với giao tiếp dữ liệu quy mô lớn và nó cũng phù hợp để liên lạc dữ liệu như vậy.

(2) cáp xoắn đôi

Nó có thể đáp ứng nhu cầu của người dùng đối với một số lượng lớn truyền dữ liệu và video, nhưng nó cần nhiều thiết bị truy cập hơn. Chi phí của nó tương đối cao hơn và không dễ để mở rộng nhu cầu trong tương lai.

(3) giai đoạn sợi quang

Đây là giai đoạn cuối cùng của truyền dẫn cáp quang. Tại thời điểm này, thiết bị phụ trợ tương ứng hoàn hảo hơn, khả năng xử lý dữ liệu mạnh hơn và khả năng mở rộng tốt hơn. Sự phát triển cũng rất nhanh, và giá của thiết bị truy cập đã được điều chỉnh, có thể nói là một giai đoạn truyền thông toàn diện trong một bước. Hai lý thuyết có thể được sử dụng để phân tích sự truyền ánh sáng trong sợi quang: Lý Thuyết quang học tia và Lý Thuyết quang học sóng. Lý Thuyết quang học tia là một phương pháp sử dụng tia sáng để thay thế đường truyền năng lượng ánh sáng. Lý Thuyết này dễ dàng có được kết quả phân tích đơn giản và trực quan đối với sợi đa mode có sóng quang nhỏ hơn kích thước của ống dẫn sóng quang. Nhưng đối với các vấn đề phức tạp, quang học tia chỉ có thể đưa ra một khái niệm sơ bộ.

Quang học sóng xử lý ánh sáng trong sợi quang như một trường điện từ cổ điển, vì vậy trường ánh sáng phải tuân theo các phương trình Maxwell và tất cả các điều kiện biên. Dựa trên các điều kiện biên của Phương Trình sóng và trường điện từ, có thể thu được kết quả phân tích hoặc số toàn diện và chính xác, và có thể đưa ra cấu trúc trường cho phép trong ống dẫn sóng.

2. phân loại các chế độ truyền dẫn sợi quang

Theo số lượngTruyền dẫn sợi quangChế độ, sợi quang có thể được chia thành sợi đa mode và sợi đơn mode. Ở một bước sóng làm việc nhất định, sợi quang đa chế độ có thể truyền nhiều chế độ của ống dẫn sóng điện môi, trong khi sợi quang đơn Chế Độ Chỉ có thể truyền các chế độ cơ bản.

Chỉ có chế độ cơ bản được truyền trong sợi quang một chế độ, vì vậy nói một cách đơn giản, đường kính trường chế độ là Đường kính của điểm Chế độ cơ bản ở đầu nhận của sợi quang một chế độ, và cũng có thể xem xét đại khái rằng Đường kính trường chế độ tương tự như Đường kính lõi của sợi đơn mode.

Khi Tần số chuẩn hóa của sợi quang nhỏ hơn Tần số cắt chuẩn hóa của nó, có thể nhận ra việc truyền một chế độ, nghĩa là chỉ có chế độ cơ bản được truyền trong sợi quang, và tất cả các chế độ đặt hàng cao khác đều bị cắt. Điều đó có nghĩa là, ngoài các thông số của sợi quang, chẳng hạn như bán kính lõi và khẩu độ số đáp ứng các điều kiện nhất định, bước sóng quang Phải Lớn hơn một giá trị nhất định để đạt được truyền đơn chế độ, được gọi là bước sóng cắt của sợi đơn chế độ.

Do đó, bước sóng cắt có nghĩa là bước sóng làm việc tối thiểu cho phép sợi quang đạt được truyền đơn chế độ. Nói cách khác, ngay cả khi tất cả các điều kiện khác được thỏa mãn, vẫn không thể đạt được truyền đơn chế độ nếu Bước sóng quang không lớn hơn bước sóng cắt của sợi đơn chế độ.