Parametry światłowodu
- Adam Urbanek,
- 01.06.2001
Światłowód telekomunikacyjny to włókno szklane o ustalonej lub zmiennej charakterystyce współczynnika załamania światła, z centralnie umieszczonym rdzeniem przewodzącym światło, otoczonym cylindrycznym płaszczem odbijającym promienie świetlne i zewnętrzną powłoką lakierniczą, nadającą włóknu odpowiednią odporność i wytrzymałość mechaniczną.
Budowa włókna światłowodu
Światłowód telekomunikacyjny to włókno szklane o ustalonej lub zmiennej charakterystyce współczynnika załamania światła, z centralnie umieszczonym rdzeniem przewodzącym światło, otoczonym cylindrycznym płaszczem odbijającym promienie świetlne i zewnętrzną powłoką lakierniczą, nadającą włóknu odpowiednią odporność i wytrzymałość mechaniczną. Medium transmisyjnym światłowodu tradycyjnego jest rdzeń o kołowym przekroju, wykonany ze szkła krzemionkowego SiO<sub>2</sub>, czyli tzw. szkła kwarcowego. Płaszcz otaczający rdzeń jest wykonany z czystego szkła kwarcowego, natomiast sam rdzeń włókna ma domieszkę germanu i innych pierwiastków rzadkich, co zwiększa współczynnik załamania światła w rdzeniu o wielkość zależną od koncentracji domieszki – w praktyce o ok. 1 proc.
Wymiary światłowodu
Średnicę światłowodu określa się w mikronach, podając zarówno średnicę rdzenia, jak też powłoki zewnętrznej. We współcześnie produkowanych światłowodach jednomodowych średnica rdzenia wynosi od 4 do 10 mikrometrów (typowo 9 µm), przy średnicy powłoki zewnętrznej do 125 µm. W światłowodach wielomodowych o skokowym (jednorodna struktura rdzenia) lub gradientowym (rdzeń niejednorodny) współczynniku załamania światła średnica rdzenia mieści się w zakresie 50–100 µm, przyjmując typowo dwie wartości: 50 lub 62,5 µm. Dla takich światłowodów średnica zewnętrzna płaszcza zależy od struktury wewnętrznej i wynosi: 125–140 µm dla światłowodów ze współczynnikiem gradientowym oraz 125–1050 µm ze skokowym.
Najczęściej spotykana, znormalizowana średnica zewnętrzna płaszcza światłowodu wynosi 125 µm, średnica zaś płaszcza z pokryciem lakierowym 250 µm. Przykładowo: powszechnie stosowany światłowód rekomendowany dla interfejsu FDDI (Fiber Distributed Data Interface) to wielomodowy światłowód 62,5/125, co oznacza, że rdzeń ma średnicę 62,5 µm a zewnętrzna powłoka płaszcza 125 µm.
Tłumienność jednostkowa
Tłumienność jednostkowa wyrażana w dB/km określa wielkość strat absorpcyjnych na wszelkiego rodzaju domieszkach i zanieczyszczeniach w materiale rdzenia oraz na skupiskach jonów OH<sup>-</sup> i atomów metali, będących produktem ubocznym w procesie tworzenia włókna. Charakterystyka częstotliwościowa światłowodu wyróżnia 4 zakresy o obniżonej tłumienności, tzw. okna optyczne, odpowiadające długości podczerwonej fali świetlnej:
#955; = 850 nm, 1310 nm, 1550 nm oraz 1625 nm (1,625 µm).
We współczesnych, seryjnie produkowanych włóknach światłowodowych uzyskuje się w przybliżeniu następujące charakterystyczne tłumienności w kolejnych oknach optycznych: I – 0,7 dB/km, II – 0,4 dB/km oraz III i IV – ok. 0,16–0,20 dB/km.