Theo khuyến nghị của ITU-T, sợi truyền thông được chia thành: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657. Trong blog này, chúng tôi sẽ trình bày các đặc điểm chính và nguyên tắc ứng dụng của từng sợi quang, cũng như tính khoa học đằng sau việc truyền dẫn quang học.
Sợi quang G.651
G.651 là sợi đa mode, trong khi G.652 đến G.657 là sợi đơn mode. Sợi quang chủ yếu bao gồm ba phần: lõi, lớp bọc và lớp phủ. Lõi sợi quang là phần lõi truyền tín hiệu quang. Lớp bọc bao quanh lõi sợi để hạn chế mất ánh sáng và cung cấp bề mặt phản chiếu, trong khi lớp phủ bảo vệ sợi khỏi hơi nước và hư hỏng cơ học.
Đường kính của lớp ốp thường là 125μm và đường kính của lớp phủ (sau khi tô màu) thường là 250μm. Tuy nhiên, đường kính lõi sợi không phải là một giá trị cố định, vì đường kính lõi sợi khác nhau trực tiếp dẫn đến sự thay đổi lớn về hiệu suất truyền của sợi.
Hình 1. Sơ đồ cấu trúc của sợi
Đường kính lõi của sợi đa mode thường là 50μm ~ 100μm và khi đường kính lõi trở nên nhỏ, hiệu suất truyền của sợi được cải thiện đáng kể. Khác với sợi đơn mode chỉ có thể truyền ánh sáng ở một chế độ, sợi đa mode có thể hỗ trợ truyền nhiều chế độ sóng dẫn hướng ngang. Khi đường kính của lõi sợi trở nên nhỏ hơn, các chế độ truyền tín hiệu quang cũng sẽ ít hơn và nhiễu giữa mỗi chế độ truyền sẽ ít hơn.
Hình 2.Chế độ truyền cáp quang đa mode và cáp quang đơn mode
Sợi quang G.652
Sợi G.652 là loại sợi được sử dụng rộng rãi nhất. Hiện tại, ngoài cáp quang đến nhà (FTTH), khoảng cách xa và khu vực đô thị sử dụng hầu hết tất cả cáp G.652. Theo phân bố năng lượng ánh sáng, tín hiệu quang trong cáp quang đơn mode không chỉ được truyền đi trong lõi mà còn ở lớp vỏ. Để mô tả mức độ tập trung năng lượng ánh sáng trong sợi quang đơn mode, khoảng cách tối đa giữa hai điểm trong sợi được xác định là đường kính trường mode, là điểm mà cường độ ánh sáng giảm xuống 1/(e^ 2) cường độ ánh sáng tối đa tại trục.
Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khoảng cách truyền của sợi là độ suy giảm của sợi và hệ số suy giảm của sợi phụ thuộc vào bước sóng. Hệ số pha đinh của sợi quang đơn mode thông thường được thể hiện trên hình. 5. Có thể thấy từ hình vẽ rằng độ suy giảm sợi nhỏ ở 1310nm và 1550nm, và 1310nm và 1550nm đã trở thành hai bước sóng Windows được sử dụng phổ biến nhất cho sợi quang đơn mode.
Hình 3.Tổn thất truyền tải
Sợi quang G.653
Sau khi tốc độ của hệ thống thông tin quang được tăng thêm, việc truyền tín hiệu bắt đầu bị ảnh hưởng bởi sự phân tán của sợi quang. Phân tán đề cập đến hiện tượng méo tín hiệu (mở rộng xung) khi các thành phần tần số khác nhau hoặc các thành phần chế độ khác nhau của tín hiệu (xung) truyền ở tốc độ khác nhau và đạt đến một khoảng cách nhất định
Hình 4. Sơ đồ phân tán
Độ phân tán của sợi thay đổi theo bước sóng và hệ số suy giảm của sợi đơn mode là nhỏ nhất ở bước sóng 1550nm, nhưng hệ số phân tán lớn hơn ở bước sóng này. Vì vậy người ta đã phát triển một loại sợi quang đơn mode có hệ số phân tán bằng 0 tại 1550nm, và sợi quang có vẻ hoàn hảo này chính là G.653.
Sợi quang G.654
Sợi quang G.654 chủ yếu được sử dụng trong hệ thống thông tin cáp dưới biển. Để đáp ứng nhu cầu liên lạc cáp ngầm với khoảng cách xa và dung lượng lớn, cáp quang G.654 được cải tiến về hai mặt. (1) Giảm tổn thất cáp quang; Từ 0,22dB/km của G.652 đến 0,19dB/km (giá trị tiêu chuẩn). (2) tăng đường kính trường mode của sợi quang; Đường kính của trường chế độ của sợi càng lớn thì mật độ năng lượng qua mặt cắt ngang của sợi càng nhỏ, để cải thiện hiệu ứng phi tuyến của sợi và nâng cao tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu của hệ thống truyền thông sợi.
Sợi quang G.655
Sợi G.653 có độ phân tán bằng 0 ở bước sóng 1550nm và không sử dụng hệ thống WDM. Vì vậy, một loại sợi quang có độ phân tán nhỏ nhưng khác 0 ở bước sóng 1550nm đã được phát triển, đó là sợi G.655. Sợi G.655 có độ suy giảm nhỏ nhất và độ phân tán nhỏ hơn khoảng 1550nm, có thể được sử dụng trong các hệ thống WDM. Vì vậy, sợi G.655 từ lâu đã là sự lựa chọn hàng đầu cho các đường trục đường dài. Tuy nhiên, với sự trưởng thành của công nghệ bù tán sắc, sợi G.655 dần được thay thế bằng sợi G.652, nguyên nhân chính là kích thước lớn. sự khác biệt về giá sợi.
Sợi quang G.657
Sợi G.657 là sợi được sử dụng nhiều nhất ngoại trừ G.652. Nó là một loại sợi không nhạy khi uốn, chủ yếu được sử dụng cho hệ thống dây cáp quang trong nhà. Sợi G.657 được sử dụng trong cáp FTTH mỏng hơn đường dây điện thoại.
Hình 5. Sơ đồ phân tán