เส้นใยโหมดเดี่ยวมีลักษณะอย่างไร?

เส้นใยโหมดเดี่ยว: แกนแก้วกลางบางมาก (เส้นผ่านศูนย์กลางแกนโดยทั่วไปคือ 9 หรือ 10) μ m) สามารถส่งใยแก้วนำแสงโหมดเดียวเท่านั้น

การกระจายตัวแบบ intermodal ของไฟเบอร์โหมดเดี่ยวมีขนาดเล็กมาก ซึ่งเหมาะสำหรับการสื่อสารระยะไกล แต่ยังมีการกระจายตัวของวัสดุและการกระจายตัวของท่อนำคลื่นด้วยวิธีนี้ ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวจึงมีความต้องการความกว้างสเปกตรัมและความเสถียรของแหล่งกำเนิดแสงสูง กล่าวคือ ความกว้างของสเปกตรัมควรแคบและมีเสถียรภาพดี

ต่อมาพบว่าในวันที่ 1.31 μ ที่ความยาวคลื่น M การกระจายตัวของวัสดุและการกระจายตัวของท่อนำคลื่นของเส้นใยโหมดเดี่ยวเป็นค่าบวกและค่าลบ และขนาดเท่ากันทุกประการดังนั้นช่วงความยาวคลื่น 1.31 μ M จึงกลายเป็นหน้าต่างการทำงานในอุดมคติของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก และยังเป็นวงการทำงานหลักของระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงที่ใช้งานได้จริง 1.31μM พารามิเตอร์หลักของไฟเบอร์โหมดเดี่ยวทั่วไปถูกกำหนดโดย ITU-T ในคำแนะนำของ G652 ดังนั้นไฟเบอร์ชนิดนี้จึงเรียกว่าไฟเบอร์ G652

เมื่อเทียบกับเส้นใยมัลติโหมด ไฟเบอร์โหมดเดียวสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้ไกลขึ้นในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต 100Mbps และ 1G กิกะบิตไฟเบอร์โหมดเดียวสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้มากกว่า 5,000 เมตร

จากมุมมองของต้นทุน เนื่องจากตัวรับส่งสัญญาณแสงมีราคาแพงมาก ต้นทุนของการใช้ใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวจะสูงกว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมด

การกระจายดัชนีการหักเหของแสงคล้ายกับของเส้นใยกลายพันธุ์ และเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเพียง 8 ~ 10 μ mแสงจะกระจายไปตามแกนกลางของแกนไฟเบอร์ในลักษณะเส้นตรงเนื่องจากไฟเบอร์ชนิดนี้สามารถส่งได้เพียงโหมดเดียวเท่านั้น (ความเสื่อมของสถานะโพลาไรซ์สองสถานะ) จึงเรียกว่าไฟเบอร์โหมดเดียวและการบิดเบือนของสัญญาณมีขนาดเล็กมาก

คำอธิบายของ "เส้นใยแก้วนำแสงโหมดเดียว" ในวรรณคดีวิชาการ: โดยทั่วไปเมื่อ V น้อยกว่า 2.405 จะมียอดคลื่นเพียงเส้นเดียวที่ผ่านใยแก้วนำแสง ดังนั้นจึงเรียกว่าใยแก้วนำแสงโหมดเดียวแกนกลางของมันบางมาก ประมาณ 8-10 ไมครอน และการกระจายโหมดมีขนาดเล็กมากปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความกว้างของแถบการส่งของใยแก้วนำแสงคือการกระจายแบบต่างๆ และการกระจายโหมดเป็นสิ่งสำคัญที่สุด และการกระจายตัวของใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวมีขนาดเล็ก ดังนั้น แสงสามารถส่งได้ระยะไกลในความถี่กว้าง วงดนตรี.

ไฟเบอร์ออปติกแบบโหมดเดียวมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 10 ไมครอน ซึ่งช่วยให้สามารถส่งผ่านลำแสงโหมดเดียว และลดข้อจำกัดของแบนด์วิดท์และการกระจายแบบโมดอลอย่างไรก็ตาม เนื่องจากไฟเบอร์ออปติกแบบโหมดเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเล็ก ทำให้ควบคุมการส่งผ่านลำแสงได้ยาก ดังนั้นจึงต้องใช้เลเซอร์ที่มีราคาแพงมากเป็นแหล่งกำเนิดแสง และข้อจำกัดหลักของไฟเบอร์ออปติกโหมดเดียวอยู่ในการกระจายตัวของวัสดุ สายเคเบิลออปติคัลโหมดส่วนใหญ่ใช้เลเซอร์เพื่อให้ได้แบนด์วิดธ์สูงเนื่องจาก LED จะปล่อยแหล่งกำเนิดแสงจำนวนมากที่มีแบนด์วิดท์ต่างกัน ความต้องการในการกระจายตัวของวัสดุจึงมีความสำคัญมาก

เมื่อเทียบกับเส้นใยมัลติโหมด ไฟเบอร์โหมดเดียวสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้ไกลขึ้นในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต 100Mbps และ 1G กิกะบิตไฟเบอร์โหมดเดียวสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้มากกว่า 5,000 เมตร

จากมุมมองของต้นทุน เนื่องจากตัวรับส่งสัญญาณแสงมีราคาแพงมาก ค่าใช้จ่ายในการใช้ใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวจะสูงกว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมด

ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว (SMF)

เมื่อเทียบกับเส้นใยมัลติโหมด เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางของเส้นใยโหมดเดี่ยวจะบางกว่ามาก เพียง 8 ~ 10 μ m。 เนื่องจากมีเพียงโหมดเดียวเท่านั้นที่ถูกส่ง จะไม่มีการกระจายโหมดระหว่างกัน การกระจายโดยรวมเพียงเล็กน้อย และแบนด์วิดท์ที่กว้างเส้นใยโหมดเดี่ยวใช้ใน 1.3 ~ 1.6 μ ในพื้นที่ความยาวคลื่นของ M ผ่านการออกแบบที่เหมาะสมของการกระจายดัชนีการหักเหของแสงของใยแก้วนำแสงและการเลือกวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อเตรียมหุ้มที่ใหญ่กว่าแกน 7 เท่า การสูญเสียขั้นต่ำและการกระจายขั้นต่ำสามารถทำได้พร้อมกันในแถบนี้

ใยแก้วนำแสงโหมดเดียวใช้ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงทางไกลและความจุสูง เครือข่ายใยแก้วนำแสงเฉพาะที่ และเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงต่างๆ