ΚΑΛΩΔΙΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ (ΜΟΝΟΤΡΟΠΩΝ & ΠΟΛΥΤΡΟΠΩΝ)
Εισαγωγή στην τεχνολογία οπτικών ινών: Τα καλώδια οπτικών ινών είναι τα καλώδια τηλεπικοινωνιών στα οποία το μέσο μετάδοσης δεν είναι μεταλλικοί αγωγοί αλλά υάλινοι οπτικοί κυματοδηγοί όπου τα μονοχρωματικά οπτικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται εξαιτίας του φαινομένου "ολικής ανάκλασης. Τα οπτικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται από τις μονοχρωματικές πηγές φωτός όπως Leds, Lasers κ.λπ.
Τα καλώδια οπτικών ινών είναι τα πιο προηγμένα τηλεπικοινωνιακά μέσα ενσύρματης μετάδοσης και χρησιμοποιούνται σε όλα τα σύγχρονα συστήματα τηλεπικοινωνιών δεδομένου ότι προσφέρουν ένα πολύ μεγάλο εύρος ζώνης, υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης και απόλυτη ανοσία ενάντια στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές παρέχοντας έτσι ασφαλή και γρήγορη μετάδοση χωρίς περιορισμούς απόστασης.
Δομή - λειτουργία οπτικών ινών: Οι οπτικές ίνες που χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες είναι κυρίως υάλινες (υπάρχουν και πλαστικές με πολύ περιορισμένη εφαρμογή), έχουν κυλινδρική μορφή και κατασκευάζονται από τρία ομόκεντρα στρώματα:
I. Πυρήνας ινών (fiber core) από πυρίτιο (SiO2) με προσμίξεις GeO2. Είναι η περιοχή όπου κυρίως διαδίδεται το οπτικό σήμα με διαδοχικές ολικές ανακλάσεις στην διαχωριστική επιφάνεια των περιοχών Ι & ΙΙ. Η συγκεκριμένη γωνία πρόσπτωσης του φωτός μέσα στην ίνα (κρίσιμη γωνία) αλλά και η σχέση δεικτών διάθλασης των περιοχών Ι & ΙΙ (nI > nII) είναι απαραίτητες προϋποθέσεις για να συμβούν ολικές ανακλάσεις και διάδοση.
II. Περίβλημα ίνας (cladding) από καθαρό πυρίτιο (SiO2).
III. Πρωτεύουσα επικάλυψη (coating) από συνθετικό ακρυλικό υλικό. Αυτό το στρώμα παρέχει μηχανική προστασία στα υάλινα στρώματα Ι & ΙΙ.

Στις οπτικές ίνες που απαρτίζουν ένα οπτικό καλώδιο, ουσιαστικά υπάρχει και ένα τέταρτο, εξωτερικό, στρώμα που είναι το έγχρωμο μελάνι που εφαρμόζεται για την αναγνώριση των ινών.
Τύποι οπτικών ινών: Με την πάροδο των ετών έχουν αναπτυχθεί πολλοί τύποι οπτικών ινών που ο κάθε ένας υποστηρίζει τις ιδιαίτερες απαιτήσεις διάφορων τηλεπικοινωνιακών εφαρμογών.
Οι οπτικές ίνες χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με το αν υποστηρίζουν έναν ή πολλούς ρυθμούς μετάδοσης: 1. μονότροπες (single-mode) οπτικές ίνες και 2. πολύτροπες (multi-mode) οπτικές ίνες.
Για όλους τους τύπους των οπτικών ινών υπάρχουν διεθνή πρότυπα στα οποία προδιαγράφονται τα χαρακτηριστικά μετάδοσης καθώς και τα γεωμετρικά, μηχανικά και άλλα χαρακτηριστικά αυτών.
Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται τα βασικά χαρακτηριστικά των κυριότερων τύπων οπτικών ινών:
|
Χαρακτηριστικό
|
Μονότροπες οπτικές ίνες (Single-mode)
|
Πολύτροπες οπτικές ίνες (Multi-mode)
|
|
Τύπος ίνας
|
Standard
step index
|
Low water peak
|
Non-zero Dispersion Shifted
|
Bending loss insensitive
|
Graded index 50/125 OM2
|
Graded index 50/125 OM3
|
Graded index 62.5/125
|
|
Πρότυπο
|
ITU-T G.652B
|
ITU-T G.652D
|
ITU-T G.655C
|
ITU-T G.657
|
ITU-T G.651
|
ISO/IEC 11801
|
IEC 60793-2
|
|
Διάμετρος πυρήνα
|
9μm
|
9μm
|
9μm
|
9μm
|
50μm
|
50μm
|
62.5μm
|
|
Διάμετρος περιβλήματος
|
125μm
|
125μm
|
125μm
|
125μm
|
125μm
|
125μm
|
125μm
|
|
Απόσβεση στα 850nm
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
2.5 dB/km
|
2.3 dB/km
|
2.7 dB/km
|
|
Απόσβεση στα 1300nm
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
0.7 dB/km
|
0.6 dB/km
|
0.7 dB/km
|
|
Απόσβεση στα 1310nm
|
0.35 dB/km
|
0.35 dB/km
|
0.40 dB/km
|
0.35 dB/km
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Απόσβεση στα 1383nm
|
NA
|
0.32 dB/km
|
0.40 dB/km
|
0.33 dB/km
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Απόσβεση στα 1550nm
|
0.20 dB/km
|
0.20 dB/km
|
0.22 dB/km
|
0.20 dB/km
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Απόσβεση στα 1625nm
|
NA
|
0.23 dB/km
|
0.24 dB/km
|
0.24 dB/km
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Χρωματική διασπορά
1285 – 1330 nm
|
< 3.5 ps/(nm.km)
|
< 3.5 ps/(nm.km)
|
NA
|
< 3.5 ps/(nm.km)
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Χρωματική διασπορά
1550 nm
|
< 18 ps/(nm.km)
|
< 18 ps/(nm.km)
|
NA
|
< 18 ps/(nm.km)
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Χρωματική διασπορά
1530 – 1565 nm
|
NA
|
NA
|
2.6 – 6.0
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Χρωματική διασπορά
1565 – 1625 nm
|
NA
|
NA
|
4.0 – 8.9
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
|
Εύρος ζώνης στα 850nm
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
500 Mhz.km
|
1500 Mhz.km
|
200 Mhz.km
|
|
Εύρος ζώνης στα 1300nm
|
NA
|
NA
|
NA
|
NA
|
500 Mhz.km
|
500 Mhz.km
|
500 Mhz.km
|
|