Rodzaje włókien światłowodowych.

Włókna jednomodowe o nieprzesuniętej dyspersji (ITU G.652 a,b,c,d)

najczęściej instalowany typ włókien optymalizowany dla transmisji fali o długości 1310 nm mogą być używane dla transmisji fali o długości 1550 nm.

Włókna jednomodowe o przesuniętej dyspersji (ITU G.653)

używane do transmisji na znaczne odległości optymalizowane dla transmisji o dużej przepływności przy długości fali 1550 nm mają ograniczenia jeśli chodzi o liczbę fal optycznych transmitowanych w oknie 1550 nm

Włókna jednomodowe z przesuniętym odcięciem cut-off (G.654)

są zoptymalizowane do pracy w paśmie od 1500 nm do 1600 nm. Mają obniżone tłumienie w paśmie 1550 nm. Niskie tłumienie uzyskuje się stosując rdzeń z czystego krzemu, mają większy przekrój rdzenia i są w stanie obsłużyć wyższe poziomy mocy. Włókna te mają wysoką dyspersję chromatyczną w paśmie 1550 nm. Zostały zaprojektowane specjalnie do transmisji dalekiego zasięgu n.p. w kablach podmorskich.

Włókna jednomodowe o niezerowej dyspersji (G.655)

optymalizowane dla dużych przepływności z zastosowaniem transmisji DWDM w oknie 1550 nm DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing

Włókna jednomodowe o niezerowej dyspersji (G.656)

mają umożliwić operatorom telekomunikacyjnym przesyłanie sygnału CWDM bez konieczności kompensacji dyspersji chromatycznej na znacznie większe odległości. Standard definiuje wartość dyspersji nie jak to miało miejsce w G.655 tylko w pasmie 1530 - 1565 nm ( wartość: 1 do 10ps/nm*km) ale w znacznie szerszym pasmie 1460-1625nm ( wartość: 2 do 14ps/nm*km). Zakres ten obejmuje trzy sąsiadujące ze sobą pasma optyczne włókna światłowodowego: pasmo S (Short Band), pasmo C (Conventional) oraz L (Long).

Włókna jednomodowe o małym promieniu gięcia (G.657)

Włókna jednomodowe o małym promieniu gięcia (LowBend) posiadają lepsze właściwości transmisyjne przy zmniejszonym minimalnym promieniu gięcia w stosunku do standardowego włókna jednomodowego zgodnego z normą ITU-G.652. Według normy ITU G.657 włókna o małym promieniu gięcia dostępne są w dwóch klasach. Istotne jest, że tylko klasa A [włókna z min promieniem gięcia - 10 mm] jest kompatybilna ze standardowymi włóknami jednomodowymi ITU G.652. Klasa B [włókna z min promieniem gięcia 7,5 mm] posiada znacznie mniejszą średnice pola modowego co rzutuje na brak kompatybilności ze standardowymi włóknami jednomodowymi.

Włókna wielomodowe (G.651)

Wykonywane najczęściej o średnicach rdzenia 50 nm i 62,5 nm. Ze względu na łatwość wprowadzenia sygnału i tanie urzadzenia nadawczo odbiorcze (LED i FD) znajduja szerokie zastosowanie w sieciach LAN oraz do transmisji sygnałów o niewielkiej przepływności (do 100 - 150 Mbit/s) na niewielkie odległości (...do 4 km) lub do realizacji połączeń o znacznej przepływności (Gbit/s) na b. małe odległości (pomiędzy szafami, półkami).

Porównanie włókien

Właściwości zczerpnięto z publikacji "Techniki światłowodowe" Pana Zbigniewa Zakrzewskiego.

Właściwości włókien optycznych oraz zjawiska zachodzące podczas propagacji impulsu światła przez swiatłowód.

Tłumienie i dyspersja chromatyczna

Tłumienie i dyspersja chromatyczna odpowiadają za zmianę amplitudy impulsu światła po przejściu przez światłowód oraz jego rozmycie.

Dyspersja polaryzacyjna

W światłowodzie jednomodowym rozchodzą się dwa mody o odmiennych polaryzacjach. Zmiany geometrii światłowodu prowadzą do tego, że mody te rozchodzą się z różnymi prędkościami. W efekcie kształt impulsu światła po przejściu przez światłowód zostaje zmieniony (rozmycie). Zjawisko to nazywamy dyspersją polaryzacyjną PMD (Polarization Mode Dispersion).

Sprzęganie się odmiennie spolaryzowanych modów.

Zaburzenia struktury światłowodu (naprężenia, zgięcia lub spawy) powodują, że występuje wymiana energii pomiędzy modami ortogonalnymi tzw. sprzęganie modów. Zjawisko sprzęgania modów powoduje rozmycie impulsu światła po przejściu przez światłowód (dyspersja).

Mieszanie czterofalowe.

W długich światłowodach gdzie poziom mocy nadawanej jest wysoki, a dostateczny poziom mocy optycznej na wejściu odbiornika uzyskujemy dzięki zastosowaniu wzmacniaczy optycznych EDFA (Erbium Droped Fibre Amplifier) występują efekty nieliniowe. Najważniejszy z nich to mieszanie czterofalowe FWM (Four Wawe Mixing). Fale optyczne o różnych długościach oddziałują na siebie w wyniku czego powstają nowe długości fal które mogą interferować z sygnałami użytecznymi. W efekcie sygnał użyteczny jest osłabiany (energia przechodzi do nowo powstających fal) i może być zakłucany przez produkty mieszania.

Liczbę nowo powstałych fal o różnych długościach można opisać wzorem = N²(N-1)/2 gdzie N - liczba fal oryginalnych.

Włókna o niezerowej dyspersji wykonane zgodnie z G.655 eliminują efekt czterofalowego mieszania. W związku z tym doskonale nadają się do transmisji DWDM.