Komponenty światłowodowe, czyli najmniejsze elementy sieci światłowodowej
Pod względem szybkości oraz jakości przepływu informacji światłowody zdecydowanie stanęły wysoko ponad jakąkolwiek konkurencją. Transmisja światła jest obojętna na zakłócające pola elektromagnetyczne, co jest najbardziej istotne środowisku przemysłowym. Inną przyczyną stosowania optycznego przekazywania sygnału jest możliwość wykorzystania bardzo precyzyjnego pasma, dlatego nadaje się on przede wszystkim do telefonii, transmisji danych oraz sygnałów telewizyjnych w formie cyfrowej. W światłowodzie do transmisji danych, nie używa się jedynie prądu elektrycznego, wykorzystywana jest również odpowiednio modulowana wiązka światła. Rozwiązanie takie zapewnia znacznie większe pasmo przenoszenia, bo nawet do 3 Tb/s, oraz większe odległości na jakie sygnał może być emitowany bez potrzeby jakiegokolwiek wzmocnienia.
Jak jest zbudowany światłowód?
Światłowód wyprodukowany jest ze specjalnego rodzaju szkła kwarcowego. Jego głównym elementem jest rdzeń, który okrywa płaszcz oraz warstwa ochronna. Czasami rdzeń składa się z więcej niż jednego włókna. Zasada działania światłowodu polega przede wszystkim na użyciu dwóch materiałów przewodzących światło o zróżnicowanych współczynnikach załamania. Współczynnik załamania w rdzeniu jest trochę wyższy niż w płaszczu. Promień świetlny przemieszcza się nieustannie w rdzeniu, ponieważ następuje zupełne, wewnętrzne odbicie, a promień odbija się od płaszczyzny przejścia rdzenia aż do płaszcza. Wokół płaszcza mieści się izolacja ochronna.
Światłowody wykonuje się najczęściej jako jednomodowe oraz wielomodowe. Światłowody wielomodowe, można podzielić na dwa rodzaje, czyli o współczynniku skokowym i gradientowym najczęściej spotykane są jednak światłowody o płynnej zmianie współczynnika załamania pomiędzy rdzeniem oraz płaszczem, czyli tzw. gradientowe. Transmisja światłowodowa polega przede wszystkim na przekazaniu wiązki światła, którego źródłem może być laser lub dioda LED. Po drugiej stronie światłowodu jest ona następnie odbierana przez element światłoczuły np. fotodiodę. Aby zapewnić odpowiednią i szybką transmisję, wiązka światła jest modulowana. Zapobiega to mogącym pojawiać się zniekształceniom sygnału.
W światłowodzie wielomodowym, rdzeń jest bardzo gruby, posiada około 50 mikrometrów, czyli jego średnica jest znacznie większa niż długość fali przenoszonego światła. Promień światła może składać się z licznych składowych, z wielu modów, które mogą być przenoszone w jednym czasie. Jeżeli zmniejszymy rdzeń dostatecznie czyli nawet do ok. 5-10 mikrometrów, dla długości fali światła 1,3 mikrometra, to światłowód może przewodzić tylko jeden mod. Będzie to światłowód jednomodowy. Ze względu na bardzo dobre parametry częstotliwościowe posiada on możliwość gęstego upakowania informacji, a także posiada dużą pojemność kanału przenoszenia. Wadą takiego rozwiązania jest bardzo cienki rdzeń, co utrudnia łączenie światłowodów ze sobą.
Urządzenia światłowodowe
Do zakańczania wszystkich światłowodów używa się tzw. pigtaili. Pigtail jest to krótki odcinek jednowłóknowy światłowodu, który zakończony jest z jednej strony wtykiem. Wtyczki mogą kończyć się w kilku standardach, przykładowo FC, SC, ST, E2000, F3000, LC, LX.5, MU. Końcówki różnią się swoim standardem polerowania oraz tłumiennością wtrąceniową i odbiciową, związaną odpowiednio z możliwością niecentrycznego połączenia istniejących włókien (część światła przechodzi w takim wypadku do płaszcza dołączonego światłowodu zamiast do jego rdzenia) oraz odbiciem od płaszczyzn złącza wtedy, gdy nie są one odpowiednio dopasowane.
Połączenia światłowodów
Spawanie mechaniczne polega na odsunięciu w kapilarze szybkozłączki odpowiednio wcześniej przygotowanych włókien w taki sposób, aby w przestrzeni kapilary szybkozłączki zniwelowana została przerwa pomiędzy włóknami (metoda ta nadaje się przede wszystkim do krótkich połączeń światłowodowych). Spawanie światłowodów łukiem elektrycznym to metoda dokładnego łączenia światłowodów. Do spawania światłowodów służą spawarki światłowodowe, które łączą ze sobą włókna za pomocą specjalnego łuku elektrycznego. Jakość spawów określają takie parametry, jak: tłumienność własna i wytrzymałość mechaniczna na wszelkie rozciąganie. Adaptery światłowodowe to elementy toru światłowodowego łączące ze sobą dwa złącza światłowodowe. Adaptery dzieli się na wielomodowe oraz jednomodowe, ponieważ te z kolei dzielą się na simplexowe, duplexowe i wiele innych.