Światłowody są coraz częściej stosowane ze względu na ich liczne zalety oraz malejące koszty instalacji. Zaspokajają ciągle rosnące zapotrzebowanie przepustowości łączy, dzięki czemu są obecnie najszybszym medium transmisyjnym stosowanym w telekomunikacji. Poniżej przedstawimy krótką charakterystykę tego typu łączy wykorzystywanych w nowoczesnych sieciach teleinformatycznych.
Charakterystyka:
Jak sama nazwa wskazuje, w światłowodach przesyłane są impulsy świetlne. Odbywa się to poprzez przezroczysty kanał dielektryczny który najczęściej wytwarza się w postaci szkła kwarcowego (dwutlenek krzemu). Sieci oparte o technologię światłowodową noszą nazwę FDDI (Fiber Distributed Data Interface) . Zasada działania światłowodów polega na wykorzystaniu zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia wiązki światła podążającej wzdłuż rdzenia światłowodu.
Światłowody charakteryzują się bardzo małą tłumiennością dzięki czemu sygnał może być prowadzony na duże odległości. Są także odporne na zakłócenia zewnętrzne w postaci pola elektromagnetycznego oraz same nie są jego źródłem. Zachowują również bitową stopę błędów (BER) na niskim poziomie (nawet 10-10).
Budowa:
W budowie włókna światłowodu możemy wyróżnić 3 podstawowe elementy:
rdzeń
płaszcz
pokrycie
Rdzeń światłowodu wykonany jest z materiału optycznego gęstszego (domieszkowanego), o większym współczynniku załamania, niż otaczający go płaszcz, który wykonuje się z czystego szkła, nie dodając żadnych domieszek. Aby fala świetlna była prowadzona w światłowodzie, promienie muszą odbijać się na granicy rdzeń-płaszcz pod odpowiednim kątem (nie przekraczającym wartości granicznej).
Klasyfikacja i wymiary:
Światłowody możemy klasyfikować na kilka sposobów
ze względu na budowę wyróżniamy światłowód:
włóknisty
warstwowy
paskowy
ze względu na charakterystykę modową wyróżniamy światłowód:
jednomodowy
wielomodowy
ze względu na rodzaj współczynnika załamania wyróżniamy światłowód:
gradientowy
skokowy
Standardowe wymiary współcześnie produkowanych włókien światłowodowych:
jednomodowe (SM): średnica rdzenia wynosi od 4 -10 μm, średnicy powłoki od 75 -125 μm (zwykle 125 μm).
wielomodowe (MM): (skokowe lub gradientowe) średnica rdzenia mieści się w zakresie od 50 do 1000 μm. Średnica płaszcza zależy natomiast od struktury wewnętrznej i wynosi od 125 - 140 μm dla światłowodów ze współczynnikiem gradientowym lub od 125 - 1050 μm dla światłowodów ze skokowym współczynnikiem załamania.
Światłowód jednomodowy a wielomodowy:
W światłowodach jednomodowych SMF (Single Mode Fiber) prowadzona jest tylko jedna monochromatyczna wiązka światła o stałej szybkości propagacji impulsu, dzięki czemu sygnał wytworzony przez laser prawie praktycznie nie ulega rozproszeniu. Strumień danych przesyłany jest równolegle w osi rdzenia, oraz także po części w płaszczu. Zastosowanie takiej techniki powoduje, że sygnał może być transmitowany na znacznie dalsze odległości bez potrzeby wzmacniania sygnału (może osiągnąć do 100 km).
Światłowód wielodomowy MMF (Multi Mode Fiber) przenosi wiele modów światła, z pewnego przedziału widma i innej szybkości propagacji ponieważ wiązka ulega odbiciu na granicy rdzeń-płaszcz pod różnymi kątami. Drogę prowadzenia wiązki modyfikuje się przez stosowanie różnych współczynników załamania w budowie światłowodu. Średnica rdzenia wynosi 62,5 μm lub 50 μm. Maksymalny zasięg transmisji przy użyciu światłowodu wielomodowego to zwykle ok. 4-5 km. Urządzenia przeznaczone do współpracy ze światłowodem wielomodowym są tańsze od urządzeń kompatybilnych ze światłowodem jednomodwym.
Rodzaje kabli światłowodowych:
Same włókna światłowodowe nie były by przystosowane do bezpośredniego wykorzystania ze względu na ich słabość i delikatność. Konieczne jest więc stosowanie dodatkowego pokrycia wtórnego zabezpieczającego odpowiednio włókna przed czynnikami atmosferycznymi czy mechanicznymi. Zamknięcie włókien szklanych w osłonach umożliwia ponadto ich zginanie nie powodując przy tym łamania. Do tego celu stosuję się:
tuby ciasne – najprostszy sposób zabezpieczenia, pokrycie światłowodu dodatkową warstwą tworzywa
tuby luźne – to najczęściej dwuwarstwowa rurka mieszcząca nawet do kilkudziesięciu światłowodów luźno ułożonych – zabezpiecza przed naprężeniami ściskającymi i rozciągającymi, jako wypełnienie stosuję się żel hydrofobowy.
Dodatkowo kable dzieli się na:
wewnętrzne - przystosowane do układania w pomieszczeniach, przeznaczone do łączenia urządzeń optoelektronicznych i rozgałęziania sieci w budynkach. Posiadają elastyczną powłokę poliwinylową lub bezhalogenową, zalecane do wykonywania instalacji w obiektach zamkniętych.
