مقایسه فیبر ضریب شکست پله‌ای و فیبر ضریب شکست تدریجی
فیبر نوری مالتی مود را می‌توان با توجه به نحوه توزیع ضریب شکست هسته، به دو دسته فیبر با ضریب شکست پله‌ای و فیبر با ضریب شکست تدریجی دسته بندی کرد. از آنجا که اصول کار این دو نوع فیبر مالتی مود باهم متفاوت هستند، کاربردهای متفاوتی نیز دارند. به شما پیشنهاد می‌کنیم برای مقایسه ضریب شکست و درجه بندی در فیبر نوری این مقاله را بخوانید.
ضریب شکست پله‌ای و تدریجی در فیبر نوری
فیبر با ضریب شکست پله‌ای نوعی فیبرنوری است که در آن ضریب شکست هسته ثابت است و ضریب شکست روکش به طور ناگهانی کاهش یافته است.در فیبرهای مالتی مود ضریب پله‌ای، نور مطابق با اصل بازتاب کلی، به شکل زیگزاگی در امتداد محور فیبر نوری انتشار می‌یابد. نوری که در زوایای مختلف به فیبرها وارد می‌شود، مسیرهای مختلفی را طی خواهد کرد. بنابراین، با وجود اینکه نورهای وروی با سرعت یکسان وارد هسته می‌شوند، اما زمان رسیدن به خروجی فیبر متفاوت است و در نتیجه پراکندگی زمانی به نام پراکندگی مودال ایجاد خواهد شد.
از آنجایی که ارتباطات دیجیتال از پالس‌های نوری برای انتقال سیگنال‌ها در طول فیبر استفاده می‌کنند، پراکندگی مودال یا حالت باعث می‌شود تا پالس هنگام حرکت در فیبر به دچار پهن‌شدگی شود. هرچه تعداد مودهایی که در فیبر نوری منتقل می‌شوند بیشتر باشد، میزان پخش‌شدگی پالس‌ها نیز بیشتر خواهد بود. این موضوع به طور قابل توجهی پهنای باند فیبرهای مالتی مود ضریب پله‌ای را محدود می‌کند. علاوه بر این، پراکندگی حالت برای ارتباطات فیبر نوری نیز مناسب نیست. در سیستم‌های فیبر نوری دیجیتال، افزایش پراکندگی باعث همپوشانی پالس‌ها با یکدیگر می‌شود، که در نتیجه باعث بروز تداخل (ISI) و افزایش نرخ خطای بیت (BER) نیز خواهد شد. بنابراین، پراکندگی فیبر نه تنها بر ظرفیت انتقال فیبر نوری تأثیر می‌گذارد، بلکه مسافت عملکرد سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری را نیز محدود می‌کند. به دلیل همین محدودیت، از فیبر مالتی مود با ضریب شکست پله‌ای معمولا در مسافت‌های کوتاه (طی چند کیلومتر) و سرعت پایین (8 مگابیت بر ثانیه یا کمتر) با هزینه نسبتاً کمتری استفاده می‌شود. اما در فیبرهای سینگل مود ضریب پله‌ای شرایط متفاوت است، در فیبر نوری سینگل مود، نور فقط در یک مود منتقل می‌شود. بنابراین، پراکندگی حالت آن بسیار کم است و باعث تأثیر کمتری بر فاصله انتقال می‌شود. به طور معمول، فیبرهای نوری سینگل مود، همگی در دسته یفبرهای با ضریب شکست پله‌ای قرار می‌گیرند.
اصول و کاربرد ضریب شکست در فیبر مالتی مود
فیبر نوری مالتی مود ضریب تدریجی، نوعی فیبر نوری است که در آن ضریب شکست مرکز هسته بیشتر است و با حرکت به سمت روکش، ضریب شکست به طور تدریجی کاهش می‌یابد، مقدار ضریب شکست هسته در لبه روکش با ضریب شکست روکش برابر است. تغییر ضریب شکست بیشتر باعث بروز انکسار می‌شود تا انعکاس کلی داخلی. به این صورت که، هنگامی که نور به لایه‌ای با ضریب شکست پایین می‌رسد، به علت بروز انکسار، دوباره به محور فیبر برمی‌گردد. بنابراین انعکاس داخلی کامل اتفاق نمی‌افتد زیرا انکسار باعث می‌شود که نور قبل از رسیدن به مرز هسته و روکش، به داخل محور فیبر نوری برگردد.
در فیبرهای مالتی مود ضریب تدریجی، نور به صورت سینوسی در فیبر حرکت می‌کند. مانند فیبرهای مالتی مود ضریب پله‌ای، نورهای مختلف در این فیبر نوری نیز در مسیرهای مختلف حرکت می‌کنند. با این حال، سرعت انتشار نور در فیبرهای مالتی مود ضریب تدریجی با فیبرهای ضریب پله‌ای متفاوت است زیرا سرعت نور هدایت شده باتوجه به ضریب شکست کور فیبرنوری تغییر می‌کند. هرچه نور از مرکز فیبر دورتر شود، سرعت آن بیشتر می‌شود. این اختلاف سرعت، با طولانی تر شدن مسیر جبران می‌شود. به این صورت که، نوری که سریع‌تر حرکت می‌مند ناچار است مسافت بیشتری را طی کند، در نتیجه تمام نورها تقریبا در زمان یکسان به مقصد می‌رسند. این یکسان سازی زمان انتقال حالت‌های مختلف، پراکندگی حالت را بسیار کاهش داده و پهنای باند فیبر مالتی‌مود ضریب تدریجی را نسبت به ضریب پله‌ای افزایش می‌دهد. بنابراین، امروزه عموما از فیبرهای مالتی مود ضریب تدریجی به جای ضریب پله‌ای استفاده می‌شود. از این فیبرها معمولاً در سیستم‌های ارتباطی با مسافت متوسط (10 ~ 20 کیلومتر) و سرعت نسبتاً بالاتر (34 ~ 140 مگابایت بر ثانیه) با هزینه بالاتر استفاده می‌شود.
تفاوت فیبرهای مالتی‌مود با ضریب شکست پله‌ای و تدریجی
همانطور که در مقاله آورده‌ایم، فیبرهای مالتی‌مود با توجه به ضریب شکست هسته، داراری دو نوع متفاوت هستند: فیبرهای با ضریب شکست پله‌ای و ضریب شکست تدریجی. در شکل زیر، مشخصات ضریب شکست انواع فیبرنوری مالتی‌مود و سینگل مود را آورده‌ایم.
مقایسه‌ی جامعی بین مشخصات و ویژگی‌های فیبرهای مالتی‌مود ضریب تدریجی و پله‌ای در جدول زیر انجام شده است، اگر شما هم نظر یا سوالی در مورد این نوع فیبرها دارید خوشحال می‌شویم نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.
| ویژگی | ضریب شکست پله‌ای | ضریب شکست تدریجی |
| اندازه پهنای باند | پهنای باند پایین | پهنای باند بالاتر |
| قطر کور | 50-200 µm | حدود 50 µm |
| کاربرد | به طور معمول در سیستم های ارتباطی بین مسافت کوتاه (طی چند کیلومتر) و سرعت کم (8 مگابیت بر ثانیه یا کمتر) استفاده می شود | معمولاً در سیستم های ارتباطی با مسافت متوسط (10 ~ 20 کیلومتر) و سرعت نسبتاً بالاتر (34 ~ 140 مگابایت بر ثانیه) استفاده می شود |
| فرم انتقال داده | نور به شکل یک زیگزاگ در امتداد محور فیبر / هسته انتشار می یابد | نور به صورت نوسان / منحنی سینوسی به جلو حرکت می کند |
| پراکندگی مد | بر ظرفیت انتقال فیبر تأثیر می گذارد و فاصله رله را محدود می کند | پراکندگی نسبت به فیبر چند حالته شاخص گام بسیار کاهش یافته و پهنای باند بیشتری ایجاد می کند |
| کارایی | نسبتاً بدتر | نسبتاً بهتر |
| هزینه | کمتر | بیشتر |
محصولات مرتبط
کابل فیبر نوری
کابل فیبر نوری 24 کور خاکی رفسنجان ، (6*4)، سینگل مود ، OBUC
کابل فیبر نوری
