Entwicklungs stufe und Modus klassifizierung der optischen Faser übertragung

Glasfaser übertragung, dh Daten-und Signal übertragung unter Verwendung einer optischen Faser als Medium. Glasfaser kann nicht nur zur Übertragung von analogen Signalen und digitalen Signalen verwendet werden, sondern kann auch die Anforderungen der Video übertragung erfüllen. Die Übertragung von optischen Fasern erfolgt im Allgemeinen über ein optisches Kabel, und die Daten übertragungs rate einer einzelnen optischen Faser kann mehrere Gbps erreichen. Ohne die Verwendung von optischen Repeatern kann die Übertragungs distanz für optische Fasern mehrere zehn Kilometer erreichen.

1. Das Entwicklungs stadium der optischen Faser übertragung

(1) Twisted-Paar-Bühne

In diesem Stadium kann die Sprache nicht mit einer groß angelegten Daten kommunikation gemischt werden, und sie ist auch für eine solche Daten kommunikation geeignet.

(2) verdrehtes Kabel paar

Es kann die Bedürfnisse der Benutzer für eine große Anzahl von Daten übertragung und Video erfüllen, benötigt jedoch mehr Zugangs geräte. Seine Kosten sind relativ höher, und es ist nicht einfach, die Nachfrage in der Zukunft zu erweitern.

(3) Bühne aus optischen Fasern

Dies ist das, was wir die letzte Stufe der Glasfaser übertragung nennen. Zu diesem Zeitpunkt ist die entsprechende Neben ausrüstung perfekter, die Datenverarbeitung kapazität ist stärker und die Erweiterbar keit ist besser. Die Entwicklung ist auch sehr schnell und der Preis für Zugangs geräte wurde angepasst, was in einem Schritt als umfassende Kommunikation phase bezeichnet werden kann. Zwei Theorien können verwendet werden, um die Übertragung von Licht in optischen Fasern zu analysieren: die Theorie der Strahlen optik und die Theorie der Wellen optik. Die Theorie der Strahlen optik ist eine Methode zur Verwendung von Lichtstrahlen, um den Übertragungs weg der Lichtenergie zu ersetzen. Diese Theorie ist leicht, einfache und intuitive Analyse ergebnisse für Multimode-Fasern zu erhalten, deren optische Welle kleiner als die Größe des optischen Wellenleiters ist. Aber für komplexe Probleme kann die Strahlen optik nur ein grobes Konzept geben.

Die Wellen optik behandelt das Licht in der optischen Faser als klassisches elektro magnetisches Feld, daher muss das Licht feld den Maxwell-Gleichungen und allen Rand bedingungen entsprechen. Basierend auf den Rand bedingungen der Wellen gleichung und des elektro magnetischen Feldes können umfassende und korrekte analytische oder numerische Ergebnisse erhalten werden, und die zulässige Felds truktur im Wellenleiter kann angegeben werden.

2. Klassifizierung von Übertragungs modi aus optischen Fasern

Nach der Anzahl derGlasfaser übertragungModi, optische Faser kann in Multimode-Faser und Single-Mode-Faser unterteilt werden. Bei einer bestimmten Arbeits wellenlänge kann eine Multimode-Glasfaser viele Modi diele kt rischer Wellenleiter übertragen, während Single-Mode-Glasfaser nur grundlegende Modi übertragen kann.

In der Single-Mode-Faser wird nur der Grund modus übertragen. Grob gesagt ist der Modus feld durchmesser der Durchmesser des Grundmodus-Spots am empfangenden Ende der Single-Mode-Faser. und es kann auch grob betrachtet werden, dass der Modus feld durchmesser dem Kern durchmesser der Single-Mode-Faser ähnlich ist.

Wenn die normalisierte Frequenz der optischen Faser kleiner als ihre normalisierte Grenz frequenz ist, kann die Single-Mode-Übertragung realisiert werden, das heißt, nur der Grund modus wird in der optischen Faser übertragen, und alle anderen Modi hoher Ordnung sind abgeschnitten. Das heißt, zusätzlich zu den Parametern der optischen Faser, wie dem Kern radius und der numerischen Apertur, die bestimmte Bedingungen erfüllt, die optische Wellenlänge muss größer als ein bestimmter Wert sein, um eine Single-Mode-Übertragung zu erreichen, die als Cutoff-Wellenlänge der Single-Mode-Faser bezeichnet wird.

Daher bedeutet die Cutoff-Wellenlänge die minimale Arbeits wellenlänge, die es der optischen Faser ermöglicht, eine Single-Mode-Übertragung zu erreichen. Mit anderen Worten, selbst wenn alle anderen Bedingungen erfüllt sind, ist es immer noch unmöglich, eine Single-Mode-Übertragung zu erreichen, wenn die optische Wellenlänge nicht größer als die Cutoff-Wellenlänge der Single-Mode-Faser ist.