เรารู้ว่ามัลติโหมด ไฟเบอร์ เป็นที่รู้จักกันในชื่อ step-index fiber ซึ่งหน้าที่ของตำแหน่งรัศมีคือดัชนีหักเหนั่นคือมีความเสถียรในบางพื้นที่และแสดงขั้นตอนในบางตำแหน่ง ดังนั้นสิ่งเหล่านี้จึงเรียกอีกอย่างว่าเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนนหรือเส้นใยดัชนีไล่ระดับเนื่องจากดัชนีหักเหเปลี่ยนแปลงได้ง่ายภายในแนวรัศมี สิ่งนี้สามารถบรรลุได้ด้วยเทคนิคการประดิษฐ์เส้นใยการออกแบบเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนนรวมถึงรูปทรงพาราโบลาจากแกนของเส้นใยที่อยู่ห่างไปยังตำแหน่งรัศมีที่แน่นอน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของเส้นใยดัชนีการให้คะแนนการทำงานและความแตกต่าง

“วิธีทดสอบตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ”

Graded Index Fiber คืออะไร

คำจำกัดความ: ใน การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง ดัชนีที่ให้คะแนน ใยแก้วนำแสง มีดัชนีหักเห เมื่อระยะรัศมีเพิ่มขึ้นจากแกนเส้นใยแล้วดัชนีหักเหจะลดลง เนื่องจากชิ้นส่วนแกนกลางอยู่ใกล้กับแกนของเส้นใยมากขึ้นจึงมีดัชนีหักเหสูงเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่อยู่ใกล้กับการหุ้มรังสีของแสงจะติดตามเลนไซน์ใต้เส้นใย

ดัชนีการหักเหของแสงที่ใช้บ่อยที่สุดในเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนนคือรูปพาราโบลาซึ่งส่งผลให้เกิดการปรับโฟกัสใหม่ของการปล่อยมลพิษภายในแกนกลางบ่อยครั้งและลดการกระจายตัวของกิริยา การออกแบบใยแก้วนำแสงหลายโหมดสามารถทำได้โดยใช้ดัชนีขั้นตอนมิฉะนั้นให้คะแนนดัชนี

ประโยชน์หลักของดัชนีที่ให้คะแนนเมื่อเทียบกับดัชนีขั้นตอนคือการลดลงอย่างมากภายในการกระจายตัวของกิริยา นอกจากนี้การกระจายนี้สามารถลดลงได้โดยการเลือกขนาดแกนที่น้อยกว่าเพื่อสร้างเส้นใยดัชนีขั้นตอนในโหมดเดียว ไฟเบอร์ชนิดนี้ได้รับการควบคุมผ่าน ITU (International Telecommunications Union) ที่ G.651.1recommendation

แผนภาพไฟเบอร์ดัชนีที่ให้คะแนน

ภายใต้ ITU (International Telecommunication Union) เรียกอีกอย่างว่า G.651.1 เป็นเส้นใยชนิดหนึ่งที่ระยะรัศมีเพิ่มขึ้นดัชนีหักเหจะลดลงอย่างช้าๆ ในทางตรงกันข้ามสิ่งที่เรามักสังเกตเห็นคือเส้นใย G.652.D มีโปรไฟล์ของดัชนีการหักเหของแสงแบบ step-index แผนภาพไฟเบอร์ดัชนีการให้คะแนนแสดงไว้ด้านล่าง

ไฟเบอร์ดัชนีที่ให้คะแนน

ในเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนนดัชนีการหักเหของแกนจะไม่คงที่ แต่จะลดลงอย่างช้าๆจากค่าสูงสุด (n1) ที่กึ่งกลางของแกนเป็นค่าน้อยที่สุด (n2) ที่อินเทอร์เฟซของการหุ้มแกนซึ่งแสดงใน ภาพต่อไปนี้ ความตั้งใจหลักของการออกแบบเส้นใย Graded-index คือการลดกำลังสองเกือบ & จะถูกตรวจสอบผ่านโปรไฟล์αที่กำหนดโดยสูตรต่อไปนี้

สูตรไฟเบอร์ดัชนีให้คะแนน

ในสมการข้างต้น

‘ρ’ คือตำแหน่งรัศมี

'a' คือรัศมีของแกนกลาง

'α' คือพารามิเตอร์โปรไฟล์

‘Δ’ คือความแตกต่างระหว่างจำนวนการหักเหของสัมพัทธ์

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

ที่นี่พารามิเตอร์เช่น 'α' จะตรวจสอบโปรไฟล์ดัชนีและโปรไฟล์ของเส้นใยดัชนีขั้นตอนจะเคลื่อนไปยังขอบเขตของ 'α' ขนาดใหญ่ เส้นใยพาราโบลาดัชนีสื่อสารกับα = 2

เป็นเรื่องง่ายมากที่จะเข้าใจว่าเหตุใดการกระจายตัวของมัลติพา ธ และระหว่างรูปแบบจึงลดลงในเส้นใยเหล่านี้ ในแผนภาพด้านบนเราสามารถสังเกตได้ว่ารังสีทั้งสามในเส้นใยส่งไปในเส้นทางที่ต่างกัน สำหรับรังสีที่มีมุมมากขึ้นเส้นทางจะยาวขึ้น แต่ความเร็วของรังสีจะเปลี่ยนไปตามเส้นทางเนื่องจากความแตกต่างภายในดัชนีหักเห

โดยเฉพาะอย่างยิ่งลำแสงที่ไหลเวียนไปตามแกนของเส้นใยจะใช้เลนที่สั้นที่สุดอย่างไรก็ตามส่งสัญญาณได้ช้าเนื่องจากดัชนีเป็นหลักตามเลนนี้

หรืออีกวิธีหนึ่งคือรังสีที่ทำมุมจะใช้เส้นทางขนาดใหญ่แม้ว่าจะรวมส่วนใหญ่ของเลนผ่านดัชนีหักเหต่ำดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่สัญญาณทั้งหมดจะปรากฏพร้อมกันที่ส่วนท้ายของเส้นใยโดยให้เราเลือกการเลือกα (โปรไฟล์ดัชนีหักเห) ที่เหมาะสม

Graded-Index Multimode fiber

ในเส้นใยประเภทนี้เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางอยู่ระหว่าง 50 ถึง 100 ไมโครเมตร เมื่อแกนกลางมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ก็จะปล่อยให้รังสีจำนวนมากไหลเวียนไปทั่วเส้นใย เมื่อสัญญาณไฟเดินทางในเส้นใยแล้วจะเปลี่ยนพฤติกรรมตลอดเวลาที่เดินทางภายใน เนื่องจากเราได้พูดคุยกันแล้วว่าดัชนีหักเหของแกนกลางที่แกนค่อนข้างสูงกว่าเมื่อเทียบกับส่วนอื่น ๆ ในนั้น

“การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสเฟส shift keying modulation ”

ดังนั้นเมื่อสัญญาณไฟได้รับอนุญาตแล้วสัญญาณไฟจะไหลเวียนในเส้นใยหลังจากนั้นจะส่งสัญญาณจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่ำไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นสูง ดังนั้นสัญญาณไฟแม้จะสะท้อนกลับ แต่มันก็หักเหในแกนกลาง

ดังนั้นแสงที่ส่งผ่านจะหักเหและโค้งงออยู่ตลอดเวลา ดังนั้นในกรณีไฟเบอร์หลายโหมดสัญญาณไฟจะไม่หมุนเวียนโดยติดตามเส้นตรง แต่จะติดตามเลนพาราโบลาเนื่องจากความไม่สม่ำเสมอภายในดัชนีหักเหในแกนกลาง

แต่บางโหมดจะส่งในเส้นทางตรงหรือมีลักษณะพาราโบลาต่ำ เป็นผลให้สัญญาณไฟเหล่านี้จะไหลเวียนช้าลงเนื่องจากความคืบหน้าในบริเวณที่มีดัชนีหักเหสูงเมื่อเทียบกับที่เป็นไปตามเลนพาราโบลาสูง
สัญญาณไฟที่แพร่กระจายไปทั่วทั้งภูมิภาคจะออกจากแกนที่เคลื่อนที่ในช่วงดัชนีหักเหต่ำและส่งเป็นระยะทางไกล แต่ไหลเวียนอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้เวลาที่ใช้ในการหมุนเวียนจะลดลงที่ด้านอื่นของเส้นใย ดังนั้นสัญญาณทั้งหมดจะเดินทางผ่านเลนที่แตกต่างกัน สิ่งนี้จะขจัดความน่าจะเป็นของการแพร่กระจายในแกนกลาง

ความแตกต่างระหว่าง Step Index และ Graded Index Fiber

ความแตกต่างหลักระหว่างเส้นใยทั้งสองนี้จะกล่าวถึงด้านล่าง

ขั้นตอนดัชนีไฟเบอร์	ไฟเบอร์ดัชนีที่ให้คะแนน
ในเส้นใยนี้ดัชนีหักเหของแกนจะคงที่ตลอดทั้งแกน	ในเส้นใยนี้ดัชนีการหักเหของแกนกลางของเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนนอยู่สูงสุดที่แกนกลางจากนั้นจะลดลงตามทิศทางของอินเทอร์เฟซที่หุ้มแกน
การแพร่กระจายของแสงเป็นไปในลักษณะซิกแซก	การแพร่กระจายของแสงเป็นไปในลักษณะขดลวด
มีแบนด์วิดท์ต่ำ	มีแบนด์วิดท์สูง
มีสองประเภทเช่นโหมดโมโนและโหมดหลายโหมด	นี่เป็นเพียงประเภทเดียวเช่นไฟเบอร์แบบหลายโหมด
สำหรับการสะท้อนแต่ละครั้งรังสีจะข้ามแกนของเส้นใย	รังสีในเส้นใยนี้จะไม่ข้ามแกนของเส้นใย
ขั้นตอนการผลิตเป็นเรื่องง่าย	กระบวนการผลิตมีความซับซ้อน

ข้อดี

ข้อดีของเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนน รวมสิ่งต่อไปนี้

ด้วยการใช้เส้นใยนี้จะสามารถส่งข้อมูลจำนวนมากได้
เปรียบเทียบกับดัชนีขั้นตอนการบิดเบือนค่อนข้างน้อย

ข้อเสีย

ข้อเสียของเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนน ได้แก่ ดังต่อไปนี้

มีประสิทธิภาพในการจับคู่แสงน้อยกว่า
มีราคาแพงเมื่อเทียบกับเส้นใยแบบ step-index

การประยุกต์ใช้ Graded-Index Fiber

แอพพลิเคชั่นมีดังต่อไปนี้

โดยทั่วไปแล้วเส้นใยมัลติโหมด graded-index จะใช้ในการใช้งานแบนด์วิดท์น้อยกว่าและการใช้งานระยะสั้น LAN (เครือข่ายท้องถิ่น) ซึ่งทำงานที่ 1 Gbps หรือน้อยกว่า
เส้นใยโหมดเดี่ยว SMF หรือดัชนีขั้นตอนใช้ใน BW สูงและแอปพลิเคชันระยะไกลเช่นกระดูกสันหลังของผู้ให้บริการ

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของเส้นใยดัชนีที่ให้คะแนน . จากข้อมูลข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าในเส้นใยนี้สัญญาณข้อมูลที่ถูกส่งสามารถหมุนเวียนได้ดีและโอกาสในการแพร่กระจายก็มีน้อยลงเช่นกันในกรณีนี้ นี่คือคำถามสำหรับคุณใยแก้วนำแสงคืออะไร?