Conosciamo quella modalità multimodale fibra è anche nota come fibra step-index, dove la funzione della posizione radiale è l'indice di rifrazione, cioè è stabile in alcune aree e mostra passaggi in determinate posizioni. Quindi queste sono anche conosciute come fibre a indice graduato altrimenti fibre a indice di gradiente perché l'indice di rifrazione cambia facilmente all'interno della direzione radiale. Ciò può essere ottenuto mediante tecniche di fabbricazione della fibra. Il progetto di una fibra a indice graduato include una forma parabolica dall'asse della fibra che si trova in una certa posizione radiale. Questo articolo discute una panoramica della fibra a indice graduato, del funzionamento e delle sue differenze.

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Cos'è la fibra graduata?

Definizione: Nel comunicazione in fibra ottica , un indice graduato fibra ottica ha un indice di rifrazione. Quando la distanza radiale viene aumentata dall'asse della fibra, l'indice di rifrazione diminuirà. Poiché le parti centrali sono più vicine all'asse della fibra che ha un indice di rifrazione elevato rispetto alle parti vicine al rivestimento, i raggi di luce seguiranno corsie sinusoidali sotto la fibra.

L'indice di rifrazione più frequente utilizzato in una fibra a indice graduato è parabolico, il che si traduce in una frequente rifocalizzazione delle emissioni all'interno del nucleo e riduce la dispersione modale. La progettazione di fibre ottiche multimodali può essere eseguita utilizzando un indice di graduazione altrimenti indice di graduazione.

Il vantaggio principale dell'indice graduato rispetto all'indice di gradino è la grande diminuzione all'interno della dispersione modale. Inoltre, questa dispersione può essere ridotta selezionando una dimensione del nucleo minore per formare una fibra con indice di gradino in un unico modo. Questo tipo di fibra è regolamentato dalla ITU (International Telecommunications Union) su G.651.1recommendation.

Diagramma di fibra indice graduato

Sotto ITU (International Telecommunication Union), è anche noto come G.651.1. È un tipo di fibra in cui la distanza radiale aumenta, quindi l'indice di rifrazione diminuirà lentamente. Al contrario, ciò che di solito si osserva è che una fibra G.652.D ha un profilo di indice di rifrazione a gradini. Di seguito è mostrato il diagramma delle fibre a indice graduato.

Indice di fibra graduato

Nella fibra a indice graduato, l'indice di rifrazione del nucleo non è stabile ma si riduce lentamente dal suo valore massimo (n1) al centro del nucleo al suo valore minimo (n2) all'interfaccia del rivestimento del nucleo che è illustrato nel immagine seguente. L'intenzione principale della progettazione di fibre a indice graduato è quella di avere una riduzione quasi quadratica e viene esaminata attraverso il profilo α che è dato dalla seguente formula.

Formula di fibra indice graduata

Nell'equazione precedente,

'Ρ' è la posizione radiale

'A' è il raggio del nucleo

'Α' è il parametro del profilo,

'Δ' è la differenza tra il numero di rifrazione relativo

Δ = n1^Due-n2^Due/ 2n1^Due= n1-n2 / n1

Qui il parametro come 'α' verifica il profilo dell'indice e il profilo della fibra step-index viene spostato verso il confine del grande 'α'. Una fibra a indice parabolico comunica con α = 2.

È molto facile capire perché la dispersione multipath e l'intermodale siano diminuite in queste fibre. Nel diagramma sopra, possiamo osservare che i tre raggi nella fibra trasmessi in percorsi diversi. Per i raggi più angolati, il percorso è più lungo. Tuttavia, la velocità del raggio cambierà insieme al percorso a causa delle differenze all'interno dell'indice di rifrazione.

Più precisamente, il fascio circolante lungo l'asse della fibra prenderà la corsia più corta, tuttavia trasmette lentamente perché l'indice è principale lungo questa corsia.

In alternativa, i raggi angolati prendono un percorso ampio, sebbene includano una parte enorme della loro corsia attraverso il basso indice di rifrazione, quindi si muovono più velocemente. Quindi, è possibile che tutti i segnali appaiano contemporaneamente all'estremità della fibra, a condizione di selezionare una selezione appropriata del α (profilo dell'indice di rifrazione).

Fibra multimodale a indice graduato

In questo tipo di fibra, il diametro del nucleo varia da 50 a 100 micrometri. Quando il nucleo ha un diametro grande, consente a numerosi raggi di circolare in tutta la fibra. Quando il segnale luminoso viaggia nella fibra, cambierà il suo comportamento nel tempo viaggiando al suo interno. Perché abbiamo già discusso che l'indice di rifrazione del nucleo sull'asse è relativamente più alto rispetto all'altra parte in esso.

Quindi, una volta consentito il segnale luminoso, circolerà nella fibra, dopodiché trasmetterà da un mezzo a bassa densità a un mezzo ad alta densità. Quindi, il segnale luminoso nonostante sia riflesso, viene rifratto nel nucleo.

Pertanto, la luce trasmessa viene costantemente rifratta e si piega. Quindi, nel caso della fibra multimodale, i segnali luminosi non circolano tracciando una linea retta, ma tracciano la corsia parabolica a causa della non uniformità all'interno dell'indice di rifrazione nel nucleo.

Ma alcune delle modalità trasmetteranno in un percorso rettilineo o avranno una bassa natura parabolica. Di conseguenza, questi segnali luminosi circoleranno lentamente a causa del progresso nelle regioni ad alto indice di rifrazione rispetto alle quali seguono una corsia altamente parabolica.
I segnali luminosi che si propagano in tutta la regione partiranno dall'asse che si muove durante l'area a basso indice di rifrazione e trasmette lunghe distanze ma circola rapidamente. Di conseguenza, il tempo necessario per circolare si ridurrà su un altro lato della fibra. Pertanto tutti i segnali viaggeranno attraverso diverse corsie. Ciò elimina la probabilità di diffusione nel nucleo.

Differenza tra Step Index e Graded Index Fiber

Le principali differenze tra queste due fibre sono discusse di seguito.

Indice di passo in fibra	Indice di fibra graduato
In questa fibra, l'indice di rifrazione del nucleo è stabile in tutto il nucleo.	In questa fibra, l'indice di rifrazione del nucleo della fibra a indice graduato è massimo al centro, al centro e quindi si riduce nella direzione dell'interfaccia nucleo-rivestimento.
La propagazione della luce avviene a zigzag	La propagazione della luce avviene in modo elicoidale.
Ha una larghezza di banda ridotta	Ha una larghezza di banda elevata
Questi sono due tipi come la modalità mono e la modalità multipla	Questo è solo un tipo come la fibra multimodale
Ad ogni riflessione, il raggio attraversa l'asse della fibra.	I raggi in questa fibra non attraverseranno l'asse della fibra.
Il processo di produzione è semplice	Il processo di produzione è complesso.

Vantaggi

Il vantaggi della fibra a indice graduato include il seguente

Utilizzando questa fibra, è possibile trasmettere una grande quantità di dati
Confronta con step-index, la distorsione è relativamente piccola

Svantaggi

Il gli svantaggi della fibra a indice graduato includono il seguente

“filtro passa alto vs passa basso ”

Ha una minore efficienza di accoppiamento della luce.
È costoso rispetto alla fibra step-index.

Applicazioni della fibra a indice graduato

Le applicazioni includono quanto segue.

In generale, la fibra multimodale a indice graduato viene utilizzata in applicazioni con larghezza di banda relativamente inferiore e a corto raggio LAN (reti locali) che funziona a 1 Gbps altrimenti meno.
La fibra monomodale SMF o Step-index viene utilizzata in applicazioni ad alto BW e a lungo raggio come dorsali portanti.

Quindi, questo è tutto una panoramica della fibra a indice graduato . Dalle informazioni di cui sopra, infine, si può concludere che, in questa fibra, il segnale di informazione che viene trasmesso può circolare bene e anche in questo caso le possibilità di dispersione sono minori. Ecco una domanda per te, cos'è la fibra ottica?