ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน

ใยแก้วนำแสงมีบทบาทในการสื่อสารโดยให้การส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วในระยะทางไกล สเต็ปอินเด็กซ์และไฟเบอร์อินเด็กซ์แบบแบ่งเกรดในประเภทต่างๆ มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันและการใช้งานที่หลากหลาย โพสต์นี้จะเจาะลึกสองประเภทนี้โดยเน้นที่ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน เส้นใยในด้านต่างๆ

Step Index Fiber คืออะไร?

เส้นใยดัชนีขั้นบันไดเป็นเส้นใยชนิดหนึ่งที่มีแกนกลางและหุ้มด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกัน แกนกลางซึ่งมักทำจากแก้วหรือพลาสติกจะมีดัชนีชี้วัด ส่วนส่วนหุ้มจะมีดัชนีอยู่ต่ำกว่า ความแตกต่างนี้ก่อให้เกิดขอบเขตหรือ "ขั้น" ซึ่งช่วยให้แสงสามารถส่องผ่านแกนกลางได้โดยการสะท้อนภายใน เส้นใยดัชนีขั้นบันไดมักใช้ในการใช้งานเนื่องจากมีการออกแบบที่ตรงไปตรงมา

คำจำกัดความของไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอน

ในขอบเขตของเส้นใย เส้นใยดัชนีแบบขั้นมีลักษณะเป็นเส้นใยที่มีแกนกลางและหุ้มด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่ตัดกัน การกำหนดค่านี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ขอบเขตระหว่างแกนกลางและการหุ้มที่ควบคุมแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยส่วนใหญ่ผ่านแกนกลาง เส้นใยดังกล่าวมีบทบาทในการสื่อสารโดยจัดให้มีวิธีการส่งแสงโดยตรง

แผนภาพไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอน

ภาพประกอบทั่วไปของไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอนจะแสดงแกนที่ล้อมรอบด้วยการหุ้ม แกนกลางที่รับผิดชอบในการส่งผ่านแสงจะแสดงว่ามีดัชนี ในขณะที่ส่วนหุ้มมีดัชนีการหักเหของแสงต่ำกว่า ความแตกต่างนี้มักมองเห็นได้โดยใช้เฉดสีหรือสีเพื่อแสดงถึง "ขั้น" ในดัชนีที่ขอบเขต ระหว่างแกนกลางและส่วนหุ้ม

Multimode Step Index Fiber คืออะไร?

ไฟเบอร์ดัชนีสเต็ปมัลติโหมดเป็นไฟเบอร์ดัชนีสเต็ปชนิดหนึ่งที่ช่วยให้สามารถส่งผ่านแสงผ่านแกนกลางไปตามโหมดหรือเส้นทาง เส้นใยเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางซึ่งช่วยให้แสงเดินทางผ่านเส้นทางต่างๆ ได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจส่งผลให้เกิดการกระจายที่ส่งผลต่อความสามารถในการแบนด์วิธและระยะการส่งข้อมูลของไฟเบอร์ในการส่งข้อมูล

ไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอนโหมดเดี่ยวคืออะไร?

ไฟเบอร์ดัชนีแบบสเต็ปโหมดเดี่ยวบนมือมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน ซึ่งช่วยให้สามารถกระจายโหมดแสงเพียงโหมดเดียวผ่านไฟเบอร์ในแนวตรงได้ การออกแบบเฉพาะนี้ช่วยลดการกระจายตัวและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสื่อสารทางไกลและการใช้งานแบนด์วิธสูง เส้นใยดัชนีขั้นตอนโหมดเดี่ยวมีบทบาทในเครือข่ายโทรคมนาคมและข้อมูลที่ต้องการอัตราข้อมูลและการสลายตัวของสัญญาณน้อยที่สุด

ใยแก้วนำแสง Step Index คืออะไร?

ใยแก้วนำแสงดัชนีขั้นเป็นเส้นใยชนิดหนึ่งที่มีแกนกลางและหุ้มด้วยดัชนีการหักเหของแสง การออกแบบเฉพาะนี้ซึ่งมีความแตกต่างระหว่างแกนกลางและส่วนหุ้มมีบทบาทสำคัญในการส่องนำทางอย่างมีประสิทธิภาพ ไฟเบอร์ออปติกดัชนีขั้นตอนมีการใช้งานตั้งแต่การส่งข้อมูลไปจนถึงระบบการสื่อสารที่ซับซ้อน

สูตรสเต็ปอินเด็กซ์ไฟเบอร์

ฟังก์ชั่นของเส้นใยดัชนีขั้นตอนสามารถเข้าใจได้โดยการตรวจสอบสูตรของมัน ซึ่งโดยปกติจะรวมดัชนีของแกนกลางและการหุ้ม (n1 และ n2 ตามลำดับ) ด้วยการวิเคราะห์ดัชนีเหล่านี้ เราสามารถกำหนดมุมสำหรับการสะท้อนภายในได้เช่นกัน เช่นเดียวกับค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลข (NA) ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าเส้นใยส่งผ่านแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

สเต็ปอินเด็กซ์ไฟเบอร์ตัวเลขรูรับแสง

ช่องรับแสงเชิงตัวเลข (NA) มีบทบาทในการกำหนดความสามารถในการยอมรับของไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอน ถูกกำหนดโดยการพิจารณาดัชนีของทั้งแกนกลางและการหุ้ม NA ที่สูงกว่าหมายถึงความสามารถในการจับแสง นอกจากนี้ยังอาจส่งผลให้มีการกระจายตัวเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเส้นใยในระหว่างการส่งข้อมูล

ข้อดีของเส้นใย Step-Index คืออะไร

เส้นใย Step Index ให้ประโยชน์ ข้อดีประการหนึ่งคือการออกแบบและกระบวนการผลิตที่คุ้มค่า นอกจากนี้ยังต่อและจัดการได้ง่ายกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทของเส้นใย ในเครือข่ายพื้นที่ ไฟเบอร์ดัชนีสเต็ปมัลติโหมดเก่งในการส่งสัญญาณแสงพร้อมกันในระยะทางสั้นๆ อย่างไรก็ตาม สำหรับการสื่อสารทางไกล การใช้งานจะถูกจำกัดเนื่องจากการกระจายตัวและการลดทอนเมื่อเปรียบเทียบกับไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนน

Step Index Fiber Simple คืออะไร?

เพียงแค่ใส่สเต็ปอินเด็กซ์ไฟเบอร์ก็คือไฟเบอร์ที่ประกอบด้วยแกนและส่วนหุ้ม แกนกลางรับแสงในขณะที่ส่วนหุ้มมีดัชนี การออกแบบเฉพาะนี้สร้างขอบเขตที่สะท้อนแสงกลับเข้าสู่แกนกลางทำให้สามารถส่งผ่านแสงในระยะทางไกลได้ เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพในด้านใยแก้วนำแสง

Graded Index Fiber คืออะไร?

เส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดหมายถึงเส้นใยที่ดัชนีการหักเหของแกนกลางจะค่อยๆ ลดลงจากศูนย์กลางไปยังส่วนหุ้ม ซึ่งแตกต่างจากเส้นใยดัชนีขั้นตอนซึ่งมีขอบเขตการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้จะช่วยลดการกระจายตัวโดยปล่อยให้รังสีแสงไปตามเส้นทางโค้ง ผลที่ได้คือการรับส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้นในระยะทางไกล

ข้อดีของไฟเบอร์ดัชนีเกรดมีอะไรบ้าง

เส้นใยดัชนีแบบให้คะแนนให้ประโยชน์มากกว่าเส้นใยดัชนีแบบขั้น มันช่วยลดการกระจายตัว ให้แบนด์วิธที่สูงกว่าทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสื่อสารระยะกลางถึงระยะไกล เส้นใยเหล่านี้สามารถส่งข้อมูลในอัตราในขณะที่ลดการสูญเสียสัญญาณให้เหลือน้อยที่สุด นอกจากนี้การออกแบบยังช่วยให้สามารถใช้เส้นทางแสงได้ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของเครือข่ายใยแก้วนำแสง

สูตรไฟเบอร์ดัชนีเกรด

โดยทั่วไปจะมีการอธิบายประสิทธิภาพของไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนนโดยใช้สูตรที่พิจารณาโปรไฟล์ดัชนีของแกน โปรไฟล์นี้มักจะมีรูปร่างเป็นเส้นโค้งค่อยๆ ลดลงจากกึ่งกลางไปจนถึงส่วนหุ้ม การเข้าใจสูตรนี้ช่วยให้เราวิเคราะห์ได้ว่าแสงแพร่กระจายผ่านเส้นใยได้อย่างไร และช่วยลดการกระจายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

Multimode Graded Index Fiber คืออะไร?

ไฟเบอร์ดัชนีแบบมัลติโหมดช่วยให้สามารถส่งสัญญาณโหมดแสงได้ ช่วยลดปัญหาการกระจายตัวของโมดอลได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับไฟเบอร์ดัชนีขั้นตอนแบบมัลติโหมด โปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงแบบแบ่งระดับช่วยให้รังสีของแสงเคลื่อนไปตามวิถีไซน์ซอยด์ ซึ่งจะทำให้เวลาการเดินทางเท่ากัน สำหรับโหมดต่างๆ และปรับปรุงคุณภาพสัญญาณในระยะทางที่ขยายออกไป

โครงสร้างไฟเบอร์ดัชนีเกรด

เส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดประกอบด้วยแกนซึ่งมีดัชนีซึ่งค่อยๆ ลดลงเมื่อเคลื่อนไปทางชั้นนอก การออกแบบเฉพาะนี้ช่วยลดการกระจายของพัลส์ในระยะทาง ทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งข้อมูลความเร็วสูงจะรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

ไดอะแกรมไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนน

ภาพประกอบทั่วไปของเส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดจะแสดงแกนที่มีดัชนีค่อยๆ เปลี่ยนแปลง โดยแสดงด้วยการไล่ระดับสีหรือเฉดสีที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับแกนกลางของเส้นใยดัชนีขั้นตอนซึ่งแสดงให้เห็นวิธีการที่ใช้ในการควบคุมการแพร่กระจายของแสงภายในเส้นใยด้วยสายตา

การใช้งานไฟเบอร์ดัชนีเกรด

เส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดพบการใช้งานในอุตสาหกรรมโทรคมนาคมและเครือข่ายข้อมูล ซึ่งการรักษาอัตราข้อมูลและลดการสูญเสียสัญญาณให้เหลือน้อยที่สุดในระยะทางปานกลางถึงระยะไกลถือเป็นสิ่งสำคัญสูงสุด ไฟเบอร์เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น แบ็คโบนอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงแบบไฟเบอร์สู่บ้าน (FTTH) และศูนย์ข้อมูล เนื่องจากความสามารถในการลดการกระจายตัว

FOA Graded-Index คืออะไร?

คำว่า "ดัชนีการจัดระดับ FOA (สมาคมไฟเบอร์ออปติก)" เกี่ยวข้องกับมาตรฐานหรือข้อกำหนดที่กำหนดไว้สำหรับเส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดตามที่กำหนดโดยสมาคมไฟเบอร์ออปติก มาตรฐานเฉพาะนี้สรุปคุณลักษณะ เกณฑ์ประสิทธิภาพ และพื้นที่การใช้งานของเส้นใยดัชนีเกรดที่ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมและรับประกันคุณภาพ

ดัชนีให้คะแนนทำงานอย่างไร?

ไฟเบอร์ดัชนีแบบแบ่งเกรดทำงานตามแนวคิดของการแปรผันของดัชนีภายในแกนกลางของไฟเบอร์ ต่างจากไฟเบอร์ดัชนีแบบขั้น โดยที่แกนมีดัชนี ไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนนจะแสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในดัชนีการหักเหของแสงจากศูนย์กลางไปยังขอบด้านนอก โดยทั่วไปแล้วการเปลี่ยนแปลงนี้จะเป็นไปตามรูปแบบ เมื่อรังสีแสงเดินทางผ่านแกนกลางของเส้นใยดัชนีแบบแบ่งระดับ แสงจะเข้าสู่เส้นทางโค้ง มากกว่าการเคลื่อนที่เป็นเส้นหรือโค้งงอแหลมคม

การออกแบบเฉพาะนี้ช่วยลดการกระจายตัวที่เกิดจากความยาวเส้นทางที่แตกต่างกันของรังสี ซึ่งท้ายที่สุดส่งผลให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้นในระยะทางที่ไกลขึ้น ที่ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์อยู่ในโปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงที่เป็นเอกลักษณ์นี้ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและการใช้งาน

คุณสร้างไฟเบอร์ดัชนีเกรดได้อย่างไร

การผลิตเส้นใยดัชนีการหักเหของแสงเกี่ยวข้องกับขั้นตอนเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในดัชนีการหักเหของแสง โดยทั่วไปจะทำได้สำเร็จด้วยสองวิธี การสะสมไอสารเคมีดัดแปลง (MCVD) หรือการสะสมไอภายนอก (OVD) ในกระบวนการเหล่านี้ ชั้นของแก้วที่มีส่วนประกอบจะถูกสะสมไว้ภายในหรือภายนอกท่อซับสเตรต

ด้วยการปรับความเข้มข้นของสารเจือปน เช่น เจอร์เมเนีย ดัชนีการหักเหของแสงจึงสามารถแก้ไขได้ จากนั้นท่อจะถูกอัดให้เป็นแท่ง ต่อมาถูกดึงเป็นเส้นใย การควบคุมความเข้มข้นที่มากเกินไปอย่างแม่นยำนำไปสู่โปรไฟล์ดัชนีพาราโบลาที่พบในเส้นใยดัชนีแบบให้คะแนน กระบวนการนี้เป็นส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์

พาราโบลาไฟเบอร์ดัชนีเกรดหรือไม่?

โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยดัชนีแบบแบ่งเกรดจะมีโปรไฟล์ดัชนีที่มีลักษณะคล้ายรูปร่าง ในแง่ของดัชนีการหักเหของแสงจะค่อยๆ ลดลงจากศูนย์กลางของเส้นใยไปทางขอบ การกระจายตัวแบบพิเศษนี้ทำให้รังสีสามารถโค้งงอในลักษณะไปยังแกนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยช่วยลดการกระจายตัวของกิริยาช่วย

โปรไฟล์พาราโบลามีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณในระยะทางที่ไกลขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน เส้นใย ในทางกลับกัน เส้นใยดัชนีแบบขั้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงในดัชนีการหักเหของแสงที่ขอบเขต ระหว่างแกนกลางและส่วนหุ้ม ส่งผลให้มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันสำหรับวิธีการเดินทางของแสง

ความแตกต่างระหว่าง Step Index และ Graded Index Fiber

พื้นที่ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์ส่วนใหญ่อยู่ในโปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงและวิธีการแพร่กระจายแสงที่เกิดขึ้น เส้นใยดัชนีขั้นตอนมีแกน โดยมีดัชนีทำให้เกิดความแตกต่างที่ชัดเจนจากการหุ้ม ส่งผลให้แสงเดินทางในรูปแบบซิกแซกเนื่องจากการสะท้อน

เส้นใยดัชนีแบบให้คะแนนด้วยมือจะมีดัชนีที่ค่อยๆ เปลี่ยนแปลง ทำให้เกิดโปรไฟล์พาราโบลา การออกแบบนี้ช่วยลดการกระจายตัวของโมดัลเมื่อรังสีของแสงเคลื่อนตัวไปตามวิถี ผลที่ได้คือไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนนโดยทั่วไปจะให้แบนด์วิธที่ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับการสื่อสารทางไกลเมื่อเปรียบเทียบกับไฟเบอร์ดัชนีแบบสเต็ป

ความแตกต่างระหว่าง Step Index และ Graded Index Fibers

เมื่อพูดถึง ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงการใช้งานและประสิทธิภาพของเส้นใยเหล่านั้น เส้นใย Step Index มีราคาถูกกว่าและผลิตได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม พวกมันมีข้อเสียเปรียบในการกระจายตัว ซึ่งจะจำกัดแบนด์วิธและระยะทางที่มีประสิทธิภาพ เส้นใยเหล่านี้มักใช้สำหรับการใช้งานในระยะทางที่สั้นกว่า

ในส่วนของเส้นใยดัชนีแบบให้คะแนนด้วยมือจะมีโปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงที่ซับซ้อน ส่งผลให้ความสามารถแบนด์วิธสูงขึ้น เหมาะกว่าสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมระยะกลางถึงระยะไกล การกระจายตัวแบบโมดอลที่ลดลงในเส้นใยดัชนีแบบให้คะแนนช่วยให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับเครือข่ายข้อมูลความเร็วสูง

ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและไฟเบอร์ดัชนีเกรดในรูปแบบตาราง

ตารางนี้สรุปโดยย่อว่า ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์ที่เน้นคุณลักษณะและการใช้งานที่แตกต่างกัน

ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนนพร้อมไดอะแกรม

เพื่อเป็นตัวแทนทางสายตา ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์ แผนภาพสามารถมีประสิทธิภาพสูง ลองนึกภาพสองแผนภาพเคียงข้างกัน ภาพแรกแสดงสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าสเต็ปอินเด็กซ์ไฟเบอร์ ในเส้นใยประเภทนี้จะมีขอบเขตระหว่างแกนกลางและเปลือกด้านนอก ลำแสงแสดงให้เห็นการเคลื่อนไหวในรูปแบบซิกแซกภายในแกนกลาง

ในทางกลับกัน แผนภาพที่สองแสดงเส้นใยชนิดหนึ่งที่เรียกว่าไฟเบอร์ดัชนีแบบให้คะแนน ในประเภทนี้ ดัชนีการหักเหของแสงจะค่อยๆ ลดลงจากกึ่งกลางไปจนถึงขอบแกนกลาง ผลก็คือรังสีของแสงจะโค้งงอเป็นรูปแบบตามโปรไฟล์ดัชนี

การแสดงด้วยภาพเหล่านี้ไม่ได้เน้นถึงความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างดัชนีขั้นบันไดและเส้นใยดัชนีแบบให้คะแนน แต่ยังแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าแสงเดินทางผ่านพวกมันต่างกันอย่างไร ความแตกต่างนี้มีบทบาทในการทำความเข้าใจเส้นใยทั้งสองประเภทนี้

ความคิดสุดท้าย

พื้นที่ ความแตกต่างระหว่างดัชนีขั้นตอนและดัชนีให้คะแนน ไฟเบอร์เป็นรากฐานสำคัญของไฟเบอร์ออปติก ซึ่งเป็นแนวทางในการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสาร เส้นใยประเภทต่างๆ มีลักษณะเฉพาะที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานด้านโทรคมนาคม

เส้นใยดัชนีขั้นระยะสั้นเป็นแบบธรรมดา ความสามารถมีจำกัด ในขณะที่ไฟเบอร์ดัชนีเกรดดีเยี่ยมในการสื่อสารทางไกล ความแตกต่างเหล่านี้มีบทบาทในการกำหนดรูปแบบโทรคมนาคมที่ส่งผลต่อความเร็วอินเทอร์เน็ตและความน่าเชื่อถือของข้อมูล เพื่อใช้ประโยชน์จากศักยภาพของการสื่อสารอย่างเต็มที่ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจและชื่นชมความแตกต่างเหล่านี้ในขณะที่เราพัฒนาและเชื่อมโยงโลกของเราต่อไป

คุณอาจจะชอบ

เหตุผลของเงินเฟ้อและทำไมผู้คนถึงพูดถึงมัน?