N series coaxial connector
2.3.3 Các loại sợi quang
Sợi quang được xác định dựa vào loại đường đi của tia sáng trong sợi hoặc loại sợi đa mode (Hình 2.10). Trong các sợi quang cĩ nhiều đường dẫn tia sáng hoặc đa mode, các tia sáng truyền trên các đường đi khác nhau từ nguồn đến đầu xa của sợi quang. Kết quả là với các đường dẫn cĩ độ dài khác nhau, xung nhọn nguyên thủy ở nguồn bị giãn rộng ra theo thời gian tại đầu thu.
Hình 2.8: Cấu trúc sợi quang
Lớp phủ Lõi
Cĩ ba loại kích cỡ sợi quang được sử dụng trong truyền dữ liệu là 50/125; 62,5/125 và 8,3/125. Trong đĩ 50/125; 62,5/125 micron là sợi đa mode và 8,3/125 micron là sợi đơn mode.
Sự khác nhau giữa sợi đơn mode và đa mode: Đối với cáp kim loại, nếu kích thước sợi càng lớn thì điện trở càng nhỏ và do đĩ dẫn được dịng điện càng lớn, nhưng đối với sợi quang thì ngược lại, sợi cĩ kích thước lõi nhỏ hơn cĩ băng thơng lớn hơn và truyền ở khoảng cách xa hơn.
Hình 2.10: Các đường đi của ánh sáng và tác sắc
(a) stepindex, (b) graded index, (c) mono mode
Sợi đa mode
Sợi quang nếu cĩ lõi lớn hơn 10μm đã được xem là sợi đa mode.
Cĩ hai loại sợi đa mode: Loại cĩ chiếc suất bậc (Step index) và loại cĩ chiết suất thay đổi dần (Graded index).
Multimode Step-index Fiber
Đối với sợi đa mode cĩ chiết suất bậc (step index) (Hình 2.10a), các tia sáng được dẫn dọc theo lõi sợi quang bằng sự phản xạ bên trong tổng cộng. Các tia hợp với đường biên của lớp phủ và lõi một gĩc lớn hơn gĩc tới hạn (critical angle) thì được phản xạ tồn phần. Các tia hợp với đường biên của lớp phủ và lõi một gĩc bé thì bị khúc xạ vào trong lớp phủ, và khơng truyền ánh sáng cũng như tin tức dọc theo lõi sợi quang.
Cĩ 3 tia sáng khác nhau truyền trong Multimode Step-index Fiber.
a) Step-index b) Graded-index
Hình 2.11: Sợi quang đa mode
(a)
(b)
Tia thứ nhất truyền thẳng theo hướng trục của lõi.Tia thứ hai lan truyền do sự phản xạ tại mặt tiếp giáp giữa lớp phủ và lõi.Tia thứ ba bị khúc xạ vào trong lớp phủ. Bằng trực giác, tia thứ hai cĩ khoảng cách lan truyền dài hơn so với tia thứ nhất, như vậy sẽ cĩ hai tia sáng khác nhau đến đầu thu tại những thời điểm khác nhau. Sự chênh lệch về thời điểm đến này của các tia sáng khác nhau được biết như là hiện tượng tán sắc (dispersion).
Multimode graded--index Fiber
Loại này cĩ chiết suất giảm dần từ tâm của lõi (Hình 2.10b). Sự tăng dần của chiết suất khi vào đến tâm của lõi làm chậm đi các tia sáng, cho nên tồn bộ các tia sáng đến đầu thu gần như cùng một lúc, làm giảm đi hiện tượng tán sắc.
Sợi đơn mode
Sợi đơn mode cho phép truyền thơng tin tốt hơn bởi vì nĩ cĩ thể giữ được độ trung thực của xung ánh sáng khi truyền ở những cự ly xa. Ngồi ra, nĩ tỏ ra khơng bị hiện tượng tán sắc bởi nguyên nhân gây ra tán sắc cho các sợi đa mode. Sợi đơn mode cũng cĩ suy hao ít hơn sợi đa modem, do đĩ, cĩ nhiều thơng tin hơn được truyền trên đơn vị thời gian. Cũng giống như sợi đa mode, ban đầu sợi đơn mode cũng cĩ loại step-index, graded-index. Các sợi đơn mode tiên tiến sau này đã cĩ các thiết kế hồn thiện hơn như là matched clad, depressed clad và các cấu trúc exotic khác.
Hình 2.12: Sợi quang đơn mode
Sợi đơn mode cĩ nhược điểm kích thước lõi bé nên việc nối ghép sợi khĩ khăn hơn. Các dung sai của các đầu nối, bộ nối sợi đơn mode cũng địi hỏi khắt khe hơn.