Optisk fiber med en enkelt tilstand er et optisk transmissionsmedium med høj præcision og er vidt brugt i langdistance- og højhastighedskommunikationssystemer. Sammenlignet med optiske fibre i multimode har optiske fibre med en enkelt tilstand højere båndbredde og lavere signaldæmpning og besætter således en vigtig position i moderne kommunikationsnetværk.
Strukturen af den enkelt-mode optiske fiber
Optiske fibre med en enkelt tilstand er sammensat af tre dele: kernen, beklædningen og belægningslaget. Kernen er den centrale del af den optiske fiber med en diameter, der normalt spænder fra 8 til 10 mikrometer, og bruges til transmission af optiske signaler. Beklædningen omgiver kernen med en diameter på cirka 125 mikrometer. Dets brydningsindeks er lidt lavere end kernen for at sikre udbredelsen af optiske signaler inden for kernen. Belægningslaget beskytter den optiske fiber mod påvirkningen af det ydre miljø.
Transmission af signaler i optiske fibre med en enkelt tilstand
Overførsel af signaler i optiske fibre med en enkelt tilstand er hovedsageligt afhængig af princippet om total intern reflektion. Når det optiske signal kommer ind i kernen fra lyskilden (såsom en laser) på grund af brydningsindeksforskellen mellem kernen og beklædningen, vil det optiske signal gennemgå total intern reflektion inden for kernen og således overføres langs kernen. Designet af enkelt-mode optiske fibre muliggør kun en tilstand af optisk signal til forplantning, hvilket væsentligt reducerer nedgangen af tilstand og forbedrer transmissionskvaliteten af signalet.
Transmissionskarakteristika
1. Lavt tab: Transmissionstabet af enkelt-mode optiske fibre er ekstremt lavt, normalt mellem 0. 2 og 0. 3 dB/km, hvilket er meget lavere end for multi-mode optiske fibre. Dette gør det muligt for optiske fibre med en enkelt tilstand at opnå transmission med lang afstand og er egnede til transoceanisk kommunikation og langdistance-rygradetetværk.
2. Høj båndbredde: Båndbredden af enkelt-mode optiske fibre er ekstremt høj, i stand til at understøtte datatransmissionshastigheder så høje som 100 Gbps eller endnu højere. Dette gør optiske fibre med en enkelt tilstand til det foretrukne valg til højhastighedskommunikationsnetværk.
3. lav spredning: Spredningseffekten af optiske fibre med en enkelt tilstand er relativt lille, hvilket sikrer, at signalet ikke vil lide af alvorlig signalforvrængning under transmission på grund af de forskellige formeringshastigheder for optiske signaler af forskellige frekvenser.
