우리는 멀티 모드가 섬유 방사형 위치의 기능이 굴절률 인 계단 인덱스 섬유라고도합니다. 즉, 일부 영역에서 안정적이며 특정 위치에서 계단을 나타냅니다. 따라서 굴절률이 반경 방향 내에서 쉽게 변하기 때문에 경사 인덱스 섬유라고도합니다. 이것은 섬유의 제조 기술을 통해 얻을 수 있습니다. 등급이 지정된 인덱스 섬유의 디자인은 특정 방사형 위치에서 멀리 떨어진 섬유 축에서 포물선 모양을 포함합니다. 이 기사에서는 등급별 색인 섬유, 작동 및 차이점에 대한 개요를 설명합니다.
Graded Index Fiber는 무엇입니까?
정의: 에 광섬유 통신 , 등급별 색인 광섬유 굴절률이 있습니다. 섬유 축에서 반경 거리가 증가하면 굴절률이 감소합니다. 코어 부분이 섬유의 축에 더 가깝기 때문에 클래딩에 가까운 부분에 비해 굴절률이 높기 때문에 광선은 섬유 아래의 사인 곡선을 따라갑니다.
그레이 디드 인덱스 섬유에 사용되는 가장 빈번한 굴절률은 포물선 형이므로 코어 내 방출의 빈번한 초점 재조정이 발생하고 모달 분산이 감소합니다. 다중 모드 광섬유의 설계는 단계 인덱스를 사용하여 수행 할 수 있습니다.
단계 지수와 비교하여 등급 지수의 주요 이점은 모달 분산이 크게 감소한다는 것입니다. 또한, 단일 모드에서 스텝 인덱스 섬유를 형성하기 위해 더 작은 코어 크기를 선택함으로써 이러한 분산을 줄일 수 있습니다. 이러한 종류의 광섬유는 G.651.1 권장 사항에서 ITU (International Telecommunications Union)를 통해 규제됩니다.
등급별 인덱스 섬유 다이어그램
ITU (International Telecommunication Union)에서는 G.651.1이라고도합니다. 방사형 거리가 증가하면 굴절률이 천천히 감소하는 섬유의 한 종류입니다. 대조적으로, 우리가 일반적으로 관찰 한 것은 G.652.D 섬유가 계단 굴절률의 프로파일을 가지고 있다는 것입니다. 등급별 섬유 다이어그램은 다음과 같습니다.
등급별 인덱스 섬유
그레이 디드 인덱스 섬유에서 코어의 굴절률은 안정적이지 않지만 코어 중심의 최대 값 (n1)에서 코어 클래딩의 경계면에서 최소값 (n2)으로 천천히 감소합니다. 다음 이미지. Graded-index 섬유를 설계하는 주요 의도는 거의 2 차 감소를 갖는 것이며 다음 공식에 의해 주어진 α- 프로파일을 통해 조사됩니다.
등급별 인덱스 섬유 공식
위의 방정식에서
‘ρ’는 방사형 위치입니다.
‘a’는 코어의 반경입니다.
‘α’는 프로필 매개 변수이고
‘Δ’는 상대 굴절 수의 차이입니다.
Δ = n1두-n2두/ 2n1두= n1-n2 / n1
여기서 'α'와 같은 매개 변수는 인덱스 프로파일을 확인하고 스텝 인덱스 섬유의 프로파일은 큰 'α'의 경계를 향해 이동합니다. 포물선 지수 섬유는 α = 2와 통신합니다.
이러한 섬유에서 다중 경로 분산 및 복합 모드가 감소하는 이유를 이해하는 것은 매우 쉽습니다. 위의 다이어그램에서 우리는 섬유의 세 광선이 서로 다른 경로로 전달되는 것을 볼 수 있습니다. 더 각진 광선의 경우 경로가 더 깁니다. 그러나 광선의 속도는 굴절률 내의 차이로 인해 경로와 함께 변경됩니다.
보다 구체적으로, 광섬유 축을 따라 순환하는 빔은 가장 짧은 차선을 취하지 만 인덱스가이 차선을 따라 주이므로 천천히 전송됩니다.
또는 각진 광선은 낮은 굴절률을 통해 차선의 많은 부분을 포함하지만 큰 경로를 취하므로 더 빠르게 이동합니다. 따라서 α (굴절률 프로파일)를 적절하게 선택하면 모든 신호가 광섬유 끝에 한 번에 나타날 수 있습니다.
그레이드 인덱스 멀티 모드 파이버
이러한 유형의 섬유에서 코어 직경은 50 ~ 100 마이크로 미터입니다. 코어의 직경이 크면 수많은 광선이 섬유 전체를 순환 할 수 있습니다. 광 신호가 광섬유를 이동하면 그 내부를 이동할 때 시간이 지남에 따라 동작이 변경됩니다. 축에서 코어의 굴절률이 다른 부분에 비해 상대적으로 높다는 것을 이미 논의했기 때문입니다.
따라서 광 신호가 허용되면 광섬유에서 순환하고 그 후에 저밀도 매체에서 고밀도 매체로 전송됩니다. 그래서 빛의 신호는 반사 되어도 코어에서 굴절됩니다.
따라서 투과광은 지속적으로 굴절되고 구부러집니다. 따라서 다중 모드 광섬유의 경우 광 신호는 직선을 추적하여 순환하지 않고 코어의 굴절률 내에서 불균일성으로 인해 포물선을 추적합니다.
그러나 일부 모드는 직선 경로로 전송되거나 낮은 포물선 특성을 갖습니다. 결과적으로 이러한 광 신호는 높은 포물선을 따르는 차선과 비교하여 고 굴절률 영역의 진행으로 인해 천천히 순환합니다.
영역 전체에 전파되는 빛 신호는 저 굴절률 영역에서 이동하는 축에서 벗어나 장거리를 전송하지만 빠르게 순환합니다. 결과적으로 순환하는 데 걸리는 시간이 섬유의 다른 쪽에서 줄어 듭니다. 따라서 모든 신호는 다른 차선을 통해 이동합니다. 이것은 코어에서 퍼질 가능성을 제거합니다.
Step Index와 Graded Index Fiber의 차이점
이 두 섬유의 주요 차이점은 아래에서 설명합니다.
스텝 인덱스 섬유 | 등급별 인덱스 섬유 |
| 이 섬유에서 코어의 굴절률은 코어 전체에서 안정적입니다. | 이 섬유에서 그레이 디드 인덱스 섬유의 코어 굴절률은 코어, 중심에서 최대이며 코어 클래딩 인터페이스 방향으로 감소합니다. |
| 빛의 전파는 지그재그 방식입니다. | 빛의 전파는 나선 방식입니다. |
| 대역폭이 낮습니다. | 대역폭이 높습니다. |
| 모노 모드와 멀티 모드의 두 가지 유형이 있습니다. | 이것은 다중 모드 광섬유와 같은 유일한 유형입니다.
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| 각 반사에 대해 광선은 섬유의 축을 교차합니다. | 이 섬유의 광선은 섬유의 축을 통과하지 않습니다. |
| 제조 과정이 쉽습니다. | 제조 과정은 복잡합니다. |
장점
그만큼 그레이 디드 인덱스 섬유의 장점 다음을 포함
- 이 광섬유를 사용하면 많은 양의 데이터를 전송할 수 있습니다.
- 스텝 인덱스와 비교하면 왜곡이 상대적으로 작습니다.
단점
그만큼 그레이 디드 인덱스 섬유의 단점은 다음과 같습니다. 다음과 같은
- 광 결합 효율이 낮습니다.
- 스텝 인덱스 섬유에 비해 비용이 많이 듭니다.
Graded-Index Fiber의 응용
응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
- 일반적으로 그레이 디드 인덱스 멀티 모드 파이버는 비교적 적은 대역폭과 단거리 애플리케이션에 사용됩니다. LAN (근거리 통신망), 그렇지 않으면 1Gbps로 실행됩니다.
- SMF 또는 스텝 인덱스 단일 모드 파이버는 캐리어 백본과 같은 고 대역폭 및 장거리 애플리케이션에 사용됩니다.
따라서 이것은 등급별 인덱스 섬유 개요 . 마지막으로 위의 정보로부터 우리는이 광섬유에서 전송되는 정보 신호가 잘 순환 될 수 있고이 경우 분산 가능성도 적다는 결론을 내릴 수 있습니다. 여기에 질문이 있습니다. 광섬유 란 무엇입니까?
