על פי ההמלצות של ITU-T, סיב התקשורת מחולק ל: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657. בבלוג זה נציג את המאפיינים העיקריים ועקרונות היישום של כל סיב, כמו גם המדע מאחורי שידור תקשורת אופטית.
G.651 סיב אופטי
G.651 הוא סיב רב-מצבי, בעוד ש-G.652 עד G.657 הם סיבים חד-מצביים. סיב אופטי מורכב בעיקר משלושה חלקים: ליבה, חיפוי ושכבת ציפוי. ליבת הסיבים היא חלק הליבה שמשדר אותות אופטיים. החיפוי מקיף את ליבת הסיבים כדי להגביל את אובדן האור ולספק משטח מחזיר אור, בעוד שהציפוי מגן על הסיב מפני אדי מים ונזק מכני.
קוטר שכבת החיפוי הוא בדרך כלל 125 מיקרומטר, וקוטר שכבת הציפוי (לאחר צביעה) הוא בדרך כלל 250 מיקרומטר. עם זאת, הקוטר של ליבת הסיבים אינו ערך קבוע, מכיוון שהקוטר השונה של ליבת הסיב מוביל ישירות לשינוי עצום בביצועי ההולכה של הסיב.
איור 1. תרשים מבני של סיבים
קוטר הליבה של הסיב המולטי-מוד הוא בדרך כלל 50μm ~ 100μm,וכאשר קוטר הליבה הופך קטן, ביצועי השידור של הסיב משתפרים באופן משמעותי.שונה מסיב במצב יחיד שיכול להעביר אור רק במצב אחד, סיב רב-מצבי יכול לתמוך בשידור של מספר מצבי גל מונחים רוחביים. כאשר הקוטר של ליבת הסיבים הופך קטן יותר, מצבי השידור של אותות אופטיים יהפכו גם הם. פחות, וההפרעות בין כל מצב שידור תפחת.
איור 2. מצבי שידור סיבים מולטימודים ומצב יחיד
G.652 סיבים אופטיים
סיב G.652 הוא הסיב הנפוץ ביותר. נכון לעכשיו, בנוסף לכבל הסיב לבית (FTTH), המרחק הארוך והמטרופולין משתמשים כמעט בכל סיבי ה-G.652. על פי חלוקת אנרגיית האור, האות האופטי בסיב במצב יחיד לא מועבר רק בליבה, אבל גם בחיפוי. על מנת לתאר את מידת הריכוז של אנרגיית האור בסיב חד-מוד, המרחק המקסימלי בין שתי נקודות בסיב מוגדר כקוטר שדה המצב, שהוא הנקודה שבה עוצמת האור מצטמצמת ל-1/(e^ 2) של עוצמת האור המקסימלית בציר.
אחד הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על מרחק השידור של הסיב הוא הנחתת הסיבים, ומקדם הנחתת הסיבים תלוי באורך הגל. מקדם הדהייה של הסיב הקונבנציונלי במצב יחיד מוצג באיור. 5. ניתן לראות מהאיור שהנחתת הסיבים קטנה ב-1310nm ו-1550nm, ו-1310nm ו-1550nm הפכו לשני חלונות אורכי הגל הנפוצים ביותר עבור סיבים במצב יחיד.
איור 3. אובדן העברה
G.653 סיבים אופטיים
לאחר הגברת קצב מערכת התקשורת האופטית עוד יותר, שידור האות מתחיל להיות מושפע מפיזור הסיב. פיזור מתייחס לתופעה של עיוות אות (הרחבת דופק) כאשר רכיבי תדר שונים או רכיבי מצב שונים של אות (פולס) מתפשטים במהירויות שונות ומגיעים למרחק מסוים
איור 4. דיאגרמה של פיזור
הפיזור של הסיב משתנה עם אורך הגל, ומקדם ההנחתה של הסיב חד-מוד הוא הקטן ביותר ב-1550nm, אך מקדם הפיזור גדול יותר באורך גל זה. אז אנשים פיתחו סיב מצב יחיד עם מקדם פיזור של 0 ב-1550nm, והסיב המושלם לכאורה הזה הוא G.653.
G.654 סיבים אופטיים
סיב אופטי G.654 משמש בעיקר במערכת תקשורת כבלים תת ימית. על מנת לענות על הצרכים של תקשורת כבלים תת ימית למרחקים ארוכים וקיבולת גדולה, סיב אופטי G.654 משופר בשני היבטים. (1) להפחית את אובדן סיבים אופטיים; מ-0.22dB/km של G.652 ל-0.19dB/km (ערך סטנדרטי). (2) הגדלת קוטר שדה המצב של הסיב; ככל שהקוטר של שדה המצב של הסיב גדול יותר, כך צפיפות האנרגיה דרך חתך הסיב קטנה יותר, על מנת לשפר את ההשפעה הלא ליניארית של הסיב ולשפר את יחס האות לרעש של מערכת התקשורת בסיבים.
G.655 סיבים אופטיים
לסיבי G.653 יש אפס פיזור באורך גל של 1550nm ואינו משתמש במערכת WDM. לכן, פותח סיב עם פיזור קטן אך לא אפס באורך גל של 1550nm, שהוא סיב G.655. לסיבי G.655 יש את ההנחתה הקטנה ביותר ופיזור קטן יותר בסביבות 1550nm, שניתן להשתמש בהם במערכות WDM. לכן, סיבי G.655 היו הבחירה הראשונה לקווי תא מטען למרחקים ארוכים במשך זמן רב. עם זאת, עם הבגרות של טכנולוגיית פיצוי פיזור, סיבי G.655 מוחלפים בהדרגה בסיבי G.652, הסיבה העיקרית היא הגודל הגדול הבדל במחיר הסיבים.
G.657 סיבים אופטיים
סיב G.657 הוא הסיב הנפוץ ביותר מלבד G.652. זהו סוג של סיב לא רגיש לכיפוף, המשמש בעיקר לחיווט סיבים פנימיים. סיב G.657 משמש בכבלי FTTH שהם דקים יותר מקווי טלפון.
איור 5. דיאגרמה של פיזור