Τι είναι το καλώδιο οπτικών ινών μονής λειτουργίας;

Το καλώδιο οπτικών ινών μονής λειτουργίας φέρει μία μόνο έντονη δέσμη παράλληλων ακτίνων φωτός που συνήθως εκπέμπονται από μια δίοδο λέιζερ έγχυσης (ILD) μέσω ενός φακού με απλή ακτίνα.Στη συνέχεια, η ακτίνα ταξιδεύει κάτω από ένα στενό οπτικό κανάλι για ψηφιακή μετάδοση σήματος μεγάλων αποστάσεων.Τυπικά κατασκευασμένα από γυαλί, αυτές οι ίνες προσφέρουν μεγαλύτερα εύρος ζώνης και λιγότερη απώλεια σήματος από τις ίνες πολλαπλών κώδικα.Οι πυρήνες τους είναι λεπτότεροι από τα ανθρώπινα μαλλιά, με διάμετρο περίπου οκτώ μικρά (μm), τυλιγμένα σε επένδυση περίπου 125 μm και μεταδίδουν φως λέιζερ σε υψηλότερα μήκη κύματος περίπου 1.300 ή 1.550 νανόμετρα (nm).Με λιγότερη διάθλαση του δείκτη από τις ίνες πολλαπλών κωδικών, το έντονο φως λέιζερ ταξιδεύει παράλληλα με τον άξονα της ίνας, ελαχιστοποιώντας τις διασπορές παλμών και άλλες υποβάθμιση των σήματος που εμφανίζονται στα διασταυρωμένα κύματα πολλαπλών ινών.Αυτές οι δαπανηρότερες ίνες μεμονωμένων λειτουργιών εξυπηρετούν μεγάλες ανάγκες σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών και καλωδιακής τηλεόρασης.

Ένα λέιζερ εισάγει το καλώδιο οπτικών ινών υψηλού ζώνης μονής λειτουργίας με φως ενός στενού φασματικού πλάτους.Ένας μακρύς κλώνος από γυάλινες ίνες συνήθως μεταδίδει τη μετάδοση λέιζερ με τη χρήση πολυπλεξίας διαίρεσης κύματος (WDM), η οποία διαιρεί τα σήματα με διαφορετικά μήκη κύματος για να αυξήσει τη διακίνηση μετάδοσης.Αυτό βελτιώνει σημαντικά τον ρυθμό μετάδοσης της μονής λειτουργίας σε σχέση με την ίνες πολλαπλών μεταφορών, έως και 50 φορές την πιθανή απόσταση.

Το κύμα ενός φωτός στον αυστηρότερο πυρήνα εξαλείφει ουσιαστικά τις στρεβλώσεις από την παρεμβολή φωτός ή την απώλεια.Αυτό δημιουργεί τις υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης από τον πομπό στον δέκτη οποιασδήποτε ίνας.Λειτουργεί ανεξάρτητα από την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) και απαγορεύει την παρακολούθηση με την εξάλειψη της διαρροής σήματος.Τα μήκη κύματος φωτός γύρω στα 1.300 nm χρησιμεύουν για μικρότερες αποστάσεις και 1.500 nm εξυπηρετούν μεγαλύτερες αποστάσεις.

Μια δίοδος λέιζερ μετάδοσης στέλνει το σήμα φωτός κάτω από το καλώδιο οπτικών ινών μονής λειτουργίας.Όπως και οι μπάλες πινγκ πονγκ μέσα από ένα ελαφρώς μεγαλύτερη σωλήνα διαμέτρου, το φως, ανίκανος να σταματήσει, να αναπηδήσει, να διαφεύγει ή να γυρίσει πίσω, να ταξιδεύει προς τα εμπρός μέσα από έναν πυρήνα που περιβάλλεται από μη απορροφητική επένδυση που είναι δέκα φορές παχύτερη.Το μήκος κύματος διαδίδεται συνεχώς προς τα εμπρός με ανικανότητα να διαθλάρει, να αντανακλά ή να διασκορπίζεται ως θερμότητα μέσα στον κυματοδηγό.Δεν έχει πουθενά αλλού να πάει, εκτός εάν συναντά απορροφητικά ελαττώματα παραγωγής ή εγκατάσταση ή σύνδεση σφαλμάτων.

Οι παλμοί σήματος μπορεί να ταξιδεύουν μέσω αναγεννητών ή εξασθενητών μέχρι να φτάσουν σε δέκτη.Εκεί, μια φωτοδίοδο αποκωδικοποιεί τις κυματομορφές περίπου 8.000 φορές το δευτερόλεπτο, μετατρέποντάς τους πίσω σε ηλεκτρονικά σήματα υπολογιστών ως ψηφιακά δεδομένα και πληροφορίες ήχου/βίντεο.Αυτό είναι σαν να διαβάζετε ένα ολόκληρο σύνολο 24 όγκων εγκυκλοπαίδειων σε ένα δευτερόλεπτο.

Σε καλώδιο οπτικών ινών μεμονωμένα, αυτή η μορφή πολλαπλασιασμού χαμηλής απώλειας, χαμηλής τάξης μπορεί να λειτουργήσει μόνο πάνω από ένα ορισμένο μήκος κύματος αποκοπής.Αυτό είναι γνωστό ως δείκτης βημάτων μονής λειτουργίας (SM).Αυτό σημαίνει ότι μόνο οι ακτίνες ευθείας φωτός επιλέγονται για μετάδοση μονής λειτουργίας.Δεν αναμιγνύονται ή αναπήδησαν με διαφορετικούς ρυθμούς σε πολλαπλασιασμούς κύματος mulitmode, καθώς μέσω των ευρύτερων πυρήνων των πολυτροπικών ινών.

Διαφορετικοί τύποι καλωδίων οπτικών ινών μεμονωμένα περιλαμβάνουν αποκοπή ή διασπορά που μετατοπίζονται σε ίνες, μη μηδέν με μετατοπισμένο, χαμηλό νερόαιχμές ίνα και άλλες.Επίσης γνωστή ως μονο-λειτουργία ή ίνα uni-mode, χρησιμοποιείται κυρίως για δίκτυα ευρείας περιοχής (WAN).Ωστόσο, έχει λάβει αυξημένη προσοχή από τα τοπικά δίκτυα (LAN), τα οποία επεκτείνουν την εμβέλειά τους σε μεγαλύτερες αποστάσεις σε ρυθμίσεις όπως πανεπιστημιακές ή εταιρικές πανεπιστημιουπόλεις.Αυτά τα καλώδια υψηλότερου κόστους έχουν περιοριστικούς παράγοντες όπως η ακτίνα κάμψης, επομένως πρέπει να προγραμματιστούν προσεκτικά πριν από την εγκατάσταση από έναν εξειδικευμένο τεχνικό.