Transmisja światłowodowa

Transmisja światłowodowa

Transmisja światłowodowa polega na przepuszczeniu przez szklane włókno wiązki światła generowanej przez diodę lub laser. Wiązka ta to zakodowana informacja binarna, rozkodowywana następnie przez fotodekoder znajdujący się na końcu kabla. Światłowód w przeciwieństwie do kabli miedzianych, nie wytwarza pola elektromagnetycznego, co uniemożliwia podsłuch transmisji. Pod względem szybkości i jakości przepływu informacji światłowody stanęły wysoko ponad konkurencją. Transmisja światła jest niewrażliwa na zakłócające pola elektromagnetyczne, co jest szczególnie istotne w środowisku przemysłowym. Kolejną zaletą jest stosowanie optycznej transmisji sygnału oraz możliwość wykorzystania bardzo szerokiego pasma, dlatego nadaje się on szczególnie do telefonii, transmisji danych i sygnałów telewizji w formie cyfrowej. W światłowodzie do transmisji danych, zamiast prądu elektrycznego, wykorzystywana jest odpowiednio modulowana wiązka światła. Światłowody akceptowalne są przez większość technologii sieciowych. Dzięki nim mamy możliwość wysoko efektywnego transferu danych, które są zabezpieczone przez niepowołanym dostępem (nie wytwarzają własnego pola magnetycznego w związku z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji). Istotną zaletą jest również praktycznie nieograniczona długość światłowodu zależna wyłącznie od parametrów tłumieniościowych kabla.

Światłowodowy

Rys.1 Światłowody.

Światłowód zbudowany jest ze specjalnego rodzaju szkła kwarcowego. Główną jego częścią jest rdzeń, który okrywa płaszcz oraz warstwa ochronna. Czasami rdzeń składa się z wielu włókien. Zasada działania światłowodu polega na użyciu dwóch materiałów przewodzących światło o różnych współczynnikach załamania. Współczynnik załamania w rdzeniu jest nieco wyższy niż w płaszczu. Promień świetlny przemieszcza się cały czas w rdzeniu, ponieważ następuje całkowite wewnętrzne odbicie. Promień odbija się od płaszczyzny przejścia rdzenia do płaszcza. Rdzeń znajduje się pośrodku kabla i jest medium propagacyjnym sygnału. Rdzeń światłowodu może mieć średnice:

9um dla włókien jednomodowych (Signle Mode)
50um lub 62,5um dla włókien wielomodowych (Multi Mode)

Budowa światłowodu

Rys.2 Budowa światłowodu.

Rys.3 Średnice rdzenia.

Klasyfikacja światłowodów

Światłowody mogą być klasyfikowane ze względu na:

geometrię

planarne (warstwowe) - zbudowane z trzech warstw o różnych współczynnikach załamania
paskowe - powstają, kiedy propagacja wiązki w warstwie zostaje ograniczona w dwóch kierunkach. Stosowane w układach optoelektroniki scalonej.
włókniste - najczęściej spotykany rodzaj światłowodu

strukturę modową

jednomodowe - umożliwia rozchodzenie się w nim jednego modu (wiązki) światła
wielomodowe - umożliwia rozchodzenie się w nim wielu modów (wiązek) światla

rozkład współczynnika załamania

skokowe w światłowodzenie tym poszczególne mody poruszają się skokowo dobijając się na graniczy rdzeń-płaszcz
gradientowe - światłowód gradientowy ma budowę warstwową, a każda jest inaczej domieszkowana, dzięki czemu współczynnik załamania światła zmienia się w sposób ciągły

rodzaj stosowanego materiału

szklany światłowód o szklanym rdzeniu
plastikowe - wykorzystanie jedynie do lokalnego przesyłania danych między urządzeniami na małe odległości i z małymi prędkościami
półprzewodnikowe

Zalety światłowodów: