Apa itu Graded Index Fiber: Bekerja dan Aplikasinya

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Kita tahu multimode itu serat juga dikenali sebagai step-index fiber, di mana fungsi kedudukan radial adalah indeks biasan iaitu stabil di beberapa kawasan & menunjukkan langkah pada posisi tertentu. Oleh itu, ini juga dikenali sebagai gentian indeks berperingkat atau sebaliknya gentian indeks kecerunan kerana indeks biasan berubah dengan mudah dalam arah radial. Ini dapat dicapai melalui teknik fabrikasi serat Reka bentuk serat indeks bertingkat merangkumi bentuk parabola dari paksi serat yang menjauh ke lokasi radial tertentu. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan serat indeks berperingkat, kerja, dan perbezaannya.

Apakah Fiber Indeks Bergred?

Definisi: Dalam komunikasi gentian optik , indeks bergred gentian optik mempunyai indeks biasan. Apabila jarak radial ditingkatkan dari paksi serat maka indeks biasan akan menurun. Oleh kerana bahagian inti lebih dekat dengan paksi serat maka ia mempunyai indeks biasan yang tinggi berbanding dengan bahagian yang dekat dengan pelapisan, sinar cahaya akan mengikuti jalur sinusoidal di bawah serat.




Indeks bias yang paling kerap digunakan dalam serat indeks berperingkat adalah parabola yang mengakibatkan pemfokusan semula pelepasan dalam inti dengan kerap & mengurangkan penyebaran modal. Perancangan gentian optik multimode boleh dilakukan dengan menggunakan indeks langkah atau indeks berperingkat.

Manfaat utama indeks dinilai berbanding dengan indeks langkah adalah penurunan besar dalam penyebaran modal. Selanjutnya, penyebaran ini dapat dikurangkan dengan memilih ukuran teras yang lebih rendah untuk membentuk serat indeks langkah dalam satu mod. Serat jenis ini diatur melalui ITU (International Telecommunications Union) di G.651.1 cadangan.



Rajah Serat Indeks Bergred

Di bawah ITU (International Telecommunication Union), ia juga dikenali sebagai G.651.1. Ini adalah salah satu jenis serat di mana jarak radial meningkat maka indeks biasan akan menurun secara perlahan. Sebaliknya, yang biasa kita perhatikan ialah serat G.652.D mempunyai profil indeks bias langkah-indeks. Gambarajah gentian bergred ditunjukkan di bawah.

Serat Indeks Bergred

Serat Indeks Bergred

Dalam gentian indeks bertingkat, indeks biasan teras tidak stabil tetapi berkurang perlahan dari nilai utamanya (n1) di tengah teras ke nilai paling rendah (n2) pada antara muka pelapisan teras yang digambarkan berikut gambar. Tujuan utama merancang gentian Graded-index adalah untuk hampir mengurangkan kuadratik & diperiksa melalui profil-α yang diberikan oleh formula berikut.


Formula Fiber Indeks Bergred

Formula Fiber Indeks Bergred

Dalam persamaan di atas,

‘Ρ’ adalah kedudukan jejari

‘A’ adalah jejari inti

'Α' adalah parameter profil,

‘Δ’ adalah perbezaan antara nombor bias relatif

Δ = n1dua-n2dua/ 2n1dua= n1-n2 / n1

Di sini parameter seperti 'α' mengesahkan profil indeks dan profil serat indeks langkah bergerak ke arah sempadan 'α' besar. Serat indeks parabola berkomunikasi dengan α = 2.

Sangat mudah difahami mengapa penyebaran multipath dan intermodal diturunkan pada gentian ini. Dalam rajah di atas, kita dapat melihat bahawa, tiga sinar dalam serat yang dihantar dalam jalur yang berbeza. Untuk sinar lebih bersudut, jalannya lebih panjang. Tetapi, kecepatan sinar akan berubah seiring dengan jalan kerana perbezaan dalam indeks biasan.

Lebih khusus lagi, rasuk yang beredar di sepanjang paksi gentian akan mengambil jalur terpendek, namun, bergerak perlahan kerana indeks utama di sepanjang lorong ini.

Sebagai alternatif, sinar bersudut mengambil jalan besar, walaupun mereka merangkumi sebahagian besar jalur mereka melalui indeks bias rendah, oleh itu mereka bergerak lebih cepat. Oleh itu, ada kemungkinan semua isyarat muncul sekaligus di hujung gentian, dengan syarat kita memilih pemilihan α (profil indeks biasan) yang tepat.

Serat Multimode Graded-Index

Dalam jenis serat ini, diameter terasnya berkisar antara 50 hingga 100 mikrometer. Apabila inti mempunyai diameter yang besar, maka ia membolehkan banyak sinar beredar ke seluruh serat. Apabila isyarat cahaya bergerak dalam serat, maka ia akan mengubah kelakuannya sepanjang masa ketika bergerak di dalamnya. Kerana kita telah membincangkan bahawa indeks bias inti pada paksi relatif lebih tinggi dibandingkan dengan bahagian lain di dalamnya.

Jadi apabila isyarat cahaya diizinkan maka ia akan beredar di dalam gentian, setelah itu ia memancarkan dari medium padat rendah ke medium padat tinggi. Jadi, isyarat cahaya walaupun dipantulkan, ia akan dibiaskan pada intinya.

Oleh itu, cahaya pemancar sentiasa dibiaskan & dibengkokkan. Oleh itu, dalam kes gentian multimode, isyarat cahaya tidak beredar dengan mengesan garis lurus, sebaliknya mereka mengesan jalur parabola kerana ketidakseragaman dalam indeks biasan di teras.

Tetapi, beberapa mod akan bergerak dalam keadaan lurus atau mempunyai sifat parabola yang rendah. Akibatnya, isyarat cahaya ini akan beredar perlahan kerana kemajuan di kawasan indeks bias tinggi dibandingkan dengan yang mengikuti jalan yang sangat parabola.
Isyarat cahaya yang merebak ke seluruh wilayah akan keluar dari paksi yang bergerak semasa kawasan indeks bias rendah & menghantar jarak jauh tetapi beredar dengan cepat. Akibatnya, masa yang diperlukan untuk beredar akan berkurang di sisi lain serat. Oleh itu, semua isyarat akan melalui lorong yang berbeza. Ini menghilangkan kemungkinan penyebaran di inti.

Perbezaan antara Step Index dan Graded Index Fiber

Perbezaan utama antara kedua gentian ini dibincangkan di bawah.

Fiber Indeks Langkah

Serat Indeks Bergred

Dalam gentian ini, indeks biasan teras stabil di sepanjang teras.Dalam gentian ini, indeks biasan inti dari gentian indeks bertingkat berada paling tinggi pada inti, tengah & kemudian mengurangkan ke arah antara muka inti pelapisan teras.
Penyebaran cahaya dilakukan secara zigzagPenyebaran cahaya dilakukan secara heliks.
Ia mempunyai lebar jalur yang rendahIa mempunyai lebar jalur yang tinggi
Ini adalah dua jenis seperti mod mono & mod pelbagaiIni hanya satu jenis seperti gentian pelbagai mod

Untuk setiap pantulan, sinar melintasi paksi gentian.Sinar dalam gentian ini tidak akan melintasi paksi gentian.
Proses pembuatannya mudahProses pembuatannya rumit.

Kelebihan

The kelebihan serat indeks berperingkat sertakan perkara berikut

  • Dengan menggunakan serat ini, sejumlah besar data dapat dihantar
  • Bandingkan dengan indeks langkah, penyelewengannya agak kecil

Kekurangan

The kelemahan serat indeks berperingkat termasuk yang berikut

  • Ia mempunyai kecekapan gandingan ringan.
  • Ia mahal jika dibandingkan dengan serat indeks langkah.

Aplikasi Fiber Indeks Bergred

Aplikasi merangkumi yang berikut.

  • Secara amnya, gentian multimode bertaraf indeks digunakan dalam aplikasi lebar jalur dan jarak pendek yang kurang LAN (rangkaian kawasan tempatan) yang berjalan pada 1 Gbps sebaliknya kurang.
  • Serat mod tunggal-SMF atau Step-index digunakan dalam aplikasi BW tinggi dan jarak jauh seperti tulang belakang pembawa.

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan serat indeks berperingkat . Dari maklumat di atas akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahawa, dalam serat ini, isyarat maklumat yang dihantar dapat diedarkan dengan baik dan kemungkinan penyebarannya juga lebih sedikit dalam hal ini. Inilah soalan untuk anda, apa itu gentian optik?