Wir kennen diesen Multimode Ballaststoff ist auch als Stufenindexfaser bekannt, bei der die Funktion der radialen Position der Brechungsindex ist, d. h. sie ist in einigen Bereichen stabil und weist an bestimmten Positionen Stufen auf. Daher werden diese auch als Gradientenindexfasern bezeichnet, ansonsten als Gradientenindexfasern, da sich der Brechungsindex leicht in radialer Richtung ändert. Dies kann durch Herstellungstechniken von Fasern erreicht werden. Das Design einer Faser mit abgestuftem Index umfasst eine parabolische Form von der Faserachse, die zu einem bestimmten radialen Ort entfernt ist. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über die Faser mit abgestuftem Index, ihre Arbeitsweise und ihre Unterschiede.

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Was ist die Graded Index Fiber?

Definition: Im Glasfaserkommunikation , ein abgestufter Index Glasfaser hat einen Brechungsindex. Wenn der radiale Abstand von der Faserachse vergrößert wird, nimmt der Brechungsindex ab. Da die Kernteile näher an der Achse der Faser liegen als diese, die im Vergleich zu den Teilen nahe der Ummantelung einen hohen Brechungsindex aufweist, folgen Lichtstrahlen sinusförmigen Bahnen unter der Faser.

Der häufigste Brechungsindex, der in einer Faser mit abgestuftem Index verwendet wird, ist parabolisch, was zu einer häufigen Neuausrichtung der Emissionen innerhalb des Kerns führt und die Modendispersion verringert. Das Entwerfen von Multimode-Glasfasern kann unter Verwendung eines Stufenindex erfolgen, der ansonsten als Gradientenindex bezeichnet wird.

Der Hauptvorteil des abgestuften Index im Vergleich zum Stufenindex ist die starke Abnahme der Modaldispersion. Ferner kann diese Dispersion reduziert werden, indem eine geringere Kerngröße ausgewählt wird, um eine Stufenindexfaser in einem einzelnen Modus zu bilden. Diese Art von Glasfaser wird durch die ITU (International Telecommunications Union) unter G.651.1 Empfehlung geregelt.

Graded Index Fiber Diagram

Unter ITU (International Telecommunication Union) ist es auch als G.651.1 bekannt. Es ist eine Faserart, bei der der radiale Abstand zunimmt und der Brechungsindex langsam abnimmt. Im Gegensatz dazu beobachteten wir normalerweise eine G.652.D-Faser mit einem Profil eines Brechungsindex mit Stufenindex. Das Gradientenindex-Faserdiagramm ist unten gezeigt.

Graded Index Fiber

Bei Gradientenindexfasern ist der Brechungsindex des Kerns nicht stabil, sondern verringert sich langsam von seinem höchsten Wert (n1) in der Mitte des Kerns auf seinen niedrigsten Wert (n2) an der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel, der in der Abbildung dargestellt ist folgendes Bild. Die Hauptintensität beim Entwerfen von Fasern mit abgestuftem Index besteht darin, eine nahezu quadratische Reduktion zu haben und wird durch ein α-Profil untersucht, das durch die folgende Formel gegeben ist.

Graded Index Fiber Formula

In der obigen Gleichung ist

'Ρ' ist die radiale Position

'A' ist der Radius des Kerns

'Α' ist der Profilparameter.

'Δ' ist die Differenz zwischen der relativen Brechungszahl

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

Hier überprüft der Parameter wie 'α' das Indexprofil und das Profil der Stufenindexfaser wird in Richtung der Grenze des großen 'α' verschoben. Eine Parabolindexfaser kommuniziert mit α = 2.

Es ist sehr leicht zu verstehen, warum Mehrwegedispersion und Intermodalität in diesen Fasern verringert sind. Im obigen Diagramm können wir beobachten, dass die drei Strahlen in der Faser auf unterschiedlichen Wegen übertragen werden. Für mehr abgewinkelte Strahlen ist der Weg länger. Die Geschwindigkeit des Strahls ändert sich jedoch zusammen mit dem Pfad aufgrund von Unterschieden innerhalb des Brechungsindex.

Insbesondere nimmt der Strahl, der entlang der Faserachse zirkuliert, die kürzeste Spur ein, sendet jedoch langsam, da der Index entlang dieser Spur die Hauptspur ist.

Alternativ nehmen abgewinkelte Strahlen einen großen Weg ein, obwohl sie einen großen Teil ihrer Spur durch den niedrigen Brechungsindex einschließen, weshalb sie sich schneller bewegen. Es ist also möglich, dass alle Signale gleichzeitig am Ende der Faser erscheinen, vorausgesetzt, wir wählen eine richtige Auswahl des α (Brechungsindexprofils).

Graded-Index-Multimode-Faser

Bei diesem Fasertyp liegt der Kerndurchmesser im Bereich von 50 bis 100 Mikrometern. Wenn der Kern einen großen Durchmesser hat, können zahlreiche Strahlen durch die Faser zirkulieren. Wenn sich das Lichtsignal in der Faser bewegt, ändert es sein Verhalten im Laufe der Zeit, wenn es sich in der Faser bewegt. Weil wir bereits diskutiert haben, dass der Brechungsindex des Kerns an der Achse im Vergleich zum anderen Teil relativ höher ist.

Sobald das Lichtsignal zugelassen ist, zirkuliert es in der Faser und überträgt sich danach von einem Medium mit niedriger Dichte zu einem Medium mit hoher Dichte. Das Lichtsignal wird also trotz Reflexion im Kern gebrochen.

Daher wird das durchlässige Licht ständig gebrochen und gebogen. Im Fall von Multimode-Fasern zirkulieren die Lichtsignale also nicht durch Verfolgung einer geraden Linie, sondern sie verfolgen die parabolische Spur aufgrund der Ungleichmäßigkeit innerhalb des Brechungsindex im Kern.

Einige der Modi senden jedoch auf einem geraden Weg oder haben einen geringen parabolischen Charakter. Infolgedessen zirkulieren diese Lichtsignale aufgrund des Fortschritts in Bereichen mit hohem Brechungsindex, die mit denen einer stark parabolischen Spur folgen, langsam.
Die Lichtsignale, die sich in der Region ausbreiten, verlassen die Achse, die sich während des Bereichs mit niedrigem Brechungsindex bewegt und große Entfernungen überträgt, zirkuliert jedoch schnell. Infolgedessen verringert sich die Zeit, die zum Zirkulieren benötigt wird, auf einer anderen Seite der Faser. Daher werden alle Signale durch verschiedene Spuren geleitet. Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit einer Ausbreitung im Kern.

Unterschied zwischen Stufenindex und abgestufter Indexfaser

Die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Fasern werden unten diskutiert.

Schritt Index Faser	Graded Index Fiber
In dieser Faser ist der Brechungsindex des Kerns im gesamten Kern stabil.	In dieser Faser ist der Brechungsindex des Kerns der Gradientenindexfaser am Kern, in der Mitte und verringert sich dann in Richtung der Grenzfläche zwischen Kern und Mantel.
Die Ausbreitung des Lichts erfolgt im Zickzack	Die Ausbreitung des Lichts erfolgt spiralförmig.
Es hat eine geringe Bandbreite	Es hat eine hohe Bandbreite
Dies sind zwei Typen wie Mono-Modus und Multi-Modus	Dies ist nur ein Typ wie eine Multimode-Faser
Bei jeder Reflexion kreuzt der Strahl die Achse der Faser.	Die Strahlen in dieser Faser kreuzen nicht die Achse der Faser.
Der Herstellungsprozess ist einfach	Der Herstellungsprozess ist komplex.

Vorteile

Das Vorteile von Gradientenindexfasern das Folgende einschließen

Durch die Verwendung dieser Faser kann eine große Datenmenge übertragen werden
Im Vergleich zum Schrittindex ist die Verzerrung relativ gering

Nachteile

Das Zu den Nachteilen von Gradientenindexfasern gehören folgende

“Arbeitsprinzip und Konstruktion des Wechselstromgenerators ”

Es hat eine geringere Lichtkopplungseffizienz.
Es ist im Vergleich zu Stufenindexfasern teuer.

Anwendungen von Graded-Index-Fasern

Die Anwendungen umfassen Folgendes.

Im Allgemeinen wird eine Multimode-Faser mit abgestuftem Index in Anwendungen mit vergleichsweise geringerer Bandbreite und Kurzstrecke verwendet LANs (lokale Netzwerke), die mit 1 Gbit / s laufen, sonst weniger.
SMF- oder Step-Index-Single-Mode-Fasern werden in Hoch-BW- und Langstreckenanwendungen wie Carrier-Backbones verwendet.

Das ist also alles über eine Übersicht über Gradientenindexfasern . Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass in dieser Faser das übertragene Informationssignal gut zirkuliert werden kann und die Wahrscheinlichkeit einer Ausbreitung auch in diesem Fall geringer ist. Hier ist eine Frage an Sie, was ist Glasfaser?