Wat zijn de drie soorten optische vezels?

Er zijn verschillende manieren om optische vezels (optische vezels) te classificeren. Gemeenschappelijke classificatienormen omvatten transmissiemodus, brekingsindexverdeling, materiaalsamenstelling en toepassingsscenario's. Indien geclassificeerd op basis van transmissiemodus en materiaaleigenschappen, zijn de volgende drie typen de meest voorkomende:
1. Classificatie per transmissiemodus: Single-mode glasvezel (SMF, Single-Mode Fiber)
Functies:
Extreem fijne kerndiameter: De kerndiameter is gewoonlijk 8 ~ 10 μm (ongeveer 1/10 van een haar), dichtbij de golflengte van licht.
Enkele transmissiemodus: Slechts één lichtmodus (fundamentele modus) mag zich in een rechte lijn voortplanten, zonder modusverspreiding en kleine signaalvervorming.
Laag verlies over lange- afstanden: Laag verlies (ongeveer 0,2 dB/km), de transmissieafstand kan tientallen kilometers of zelfs honderden kilometers bedragen.
Hoge kosten: Moet worden gecombineerd met een laserlichtbron (zoals een DFB-laser) en de precisie-eisen van de connector zijn extreem hoog.
Toepassingsscenario's:
Hoofdlijnen voor communicatie over lange- afstanden (zoals transoceanische onderzeese optische kabels), kernlagen van grootstedelijke netwerken.
Glasvezeldetectie, precisiemeting (zoals glasvezelgyroscopen).
2. Classificatie per transmissiemodus: Multi-mode glasvezel (MMF, Multi-Mode Fiber)
Functies:
Grove kerndiameter: De kerndiameter is gewoonlijk 50 μm of 62,5 μm, waardoor meerdere lichtmodi tegelijkertijd kunnen worden overgedragen.
Er bestaat modusspreiding: verschillende lichtmodi hebben verschillende transmissiepaden, wat resulteert in signaalverbreding met de afstand (grote spreiding) en een beperkte transmissieafstand (meestal minder dan 2 kilometer).
Lage kosten: LED-lichtbron kan worden gebruikt en de installatie van de connector is relatief eenvoudig.
Onderverdelingstype (volgens brekingsindexverdeling):
Stap-index multimode glasvezel
De kernbrekingsindex is uniform, de brekingsindex van de bekleding is laag en het licht plant zich voort op een 'totale reflectie'-onderbroken lijn, met grote spreiding, en wordt alleen gebruikt in korte-scenario's (zoals vroege lokale netwerken).
Geleidelijke-index multimode glasvezel
De brekingsindex van de kern neemt geleidelijk af van het midden naar de rand, het lichttransmissietraject is gebogen (vergelijkbaar met lensfocussering) en de spreiding wordt aanzienlijk verminderd. Het is de huidige mainstream multimode-vezel (zoals 50/125 μm-specificaties).
Toepassingsscenario's:
Lokaal netwerk (zoals bedrijfs- en campusnetwerk), interne verbinding van datacenters (transmissie met hoge -korte- snelheid, zoals 10G/40G Ethernet).
Glasvezelsensoren, verlichtings- en displaysystemen.
III. Classificatie op materiaal: Kunststof optische vezel (POF, Plastic Optische Vezel)
Functies:
Materiaal is hoogmoleculair polymeer: ​​de kern is meestal polymethylmethacrylaat (PMMA), de bekleding is fluorkunststof (zoals PTFE) en de diameter is relatief dik (gewoonlijk 1 mm of 2 mm).
Lage bandbreedte, hoog verlies: het verlies bedraagt ​​ongeveer 100 ~ 500 dB/km, de transmissieafstand is kort (doorgaans minder dan 100 meter), maar het is extreem flexibel en heeft een uitstekende buigweerstand.
Lage kosten: LED-lichtbron met zichtbaar licht kan worden gebruikt en er is geen professioneel gereedschap nodig voor de aansluiting (zoals klik-connectoren).
Toepassingsscenario's:
Huishoudelijke apparaten (zoals audiovezeltransmissie van audio en televisie), interne communicatie van auto's (zoals auto-entertainmentsystemen).
Scenario's voor korte-afstanden en lage- snelheden (zoals speelgoed, decoratieve verlichting en industriële besturingssignaaloverdracht).
Andere classificatiemethoden (aanvullend begrip)
Door brekingsindexverdeling:
Stapindexvezel: De brekingsindex van de kern en de bekleding verandert plotseling en wordt zowel in single-mode als multi-mode gebruikt.
Graded Index Fiber: de brekingsindex van de kern verandert geleidelijk, voornamelijk gebruikt in multi- optische vezels om dispersie te verminderen.
Op materiaal:
Kwarts-optische vezel: de kern is zeer{0}}zuiver silica (SiO₂), wat de mainstream is op het gebied van communicatie (single-mode/multi-mode is hierop gebaseerd).
Glasvezel: De kern is speciaal glas (zoals fluorideglas), dat wordt gebruikt voor de transmissie van infrarood licht (zoals medische behandelingen, laserchirurgie).
Per toepassingsscenario:
Communicatie optische vezel: gebruikt voor gegevensoverdracht (zoals single-mode, multi-mode).
Speciale optische vezel: gebruikt voor speciale functies (zoals polarisatie-behoudvezels, fotonische kristalvezels, vezelroosters, enz.).
Samenvatting: Vergelijking van drie typische optische vezels
Type Kernmateriaal Kerndiameterbereik Transmissieafstand Typische toepassingsscenario's
Single{0}}optische vezel Kwartsglas 8~10 μm Tientallen kilometers Lange-communicatie op afstand, backbone-netwerk
Multimode optische vezel Kwartsglas 50/62,5 μm Honderden meters tot 2 kilometer Lokaal netwerk, datacenterinterconnectie op korte- afstand
Plastic optische vezel Hoogmoleculair polymeer 1~2 mm Tientallen meters tot 100 meter Huishoudelijke apparaten, auto's, lage- snelheid korte- scenario's
Op basis van specifieke behoeften is het bij het kiezen van het type optische vezel noodzakelijk om uitgebreid rekening te houden met factoren zoals transmissieafstand, bandbreedtevereisten, kosten en aanpassingsvermogen aan de omgeving. Single{1}}optische glasvezel heeft bijvoorbeeld de voorkeur voor backbone-netwerken over lange- afstanden, terwijl optische glasvezel van kunststof meer geschikt is voor audio- en videoapparatuur in huis.