סיבים אופטיים במצב יחיד הוא מדיום העברה אופטי בעל דיוק גבוה והוא נמצא בשימוש נרחב במערכות תקשורת למרחקים ארוכים ובמהירות גבוהה. בהשוואה לסיבים אופטיים מולטי-מוד, סיבים אופטיים במצב יחיד הם בעלי רוחב פס גבוה יותר והנחת האות הנמוכה יותר, ובכך תופסים עמדה חשובה ברשתות תקשורת מודרניות.
המבנה של סיבים אופטיים במצב יחיד
סיבים אופטיים במצב יחיד מורכבים משלושה חלקים: הליבה, החיפוי ושכבת הציפוי. הליבה היא החלק המרכזי של הסיב האופטי, בקוטר בדרך כלל נע בין 8 ל -10 מיקרומטר, ומשמש להעברת אותות אופטיים. החיפוי מקיף את הליבה, בקוטר של כ 125 מיקרומטר. מדד השבירה שלו מעט נמוך יותר מזה של הליבה כדי להבטיח התפשטות של אותות אופטיים בתוך הליבה. שכבת הציפוי מגנה על הסיב האופטי מפני השפעת הסביבה החיצונית.
העברת אותות בסיבים אופטיים במצב יחיד
העברת האותות בסיבים אופטיים במצב יחיד מסתמכת בעיקר על העיקרון של השתקפות פנימית מוחלטת. כאשר האות האופטי נכנס לליבה ממקור האור (כגון לייזר), בגלל הפרש אינדקס השבירה בין הליבה לחיפוי, האות האופטי יעבור השתקפות פנימית מוחלטת בתוך הליבה וכך יועבר לאורך הליבה. התכנון של סיבים אופטיים במצב יחיד מאפשר להתפשט רק מצב אחד של אות אופטי, מה שמפחית משמעותית את פיזור המצב ומשפר את איכות ההעברה של האות.
מאפייני שידור
1. אובדן נמוך: אובדן השידור של סיבים אופטיים במצב יחיד הוא נמוך ביותר, בדרך כלל בין 0. 2 ו- 0. 3 dB/km, שהוא נמוך בהרבה מזה של סיבים אופטיים רב-מצב. זה מאפשר לסיבים אופטיים במצב יחיד להשיג העברה למרחקים ארוכים ומתאימים לתקשורת טרנסוקיאנית ולרשתות עמוד שדרה למרחקים ארוכים.
2. רוחב פס גבוה: רוחב הפס של סיבים אופטיים במצב יחיד הוא גבוה במיוחד, ומסוגל לתמוך בשיעורי העברת נתונים עד 100 ג'יגה-ביט לשנייה או אפילו גבוהים יותר. זה הופך את הסיבים האופטיים במצב יחיד לבחירה המועדפת על רשתות תקשורת במהירות גבוהה.
3. פיזור נמוך: השפעת הפיזור של סיבים אופטיים במצב יחיד היא קטנה יחסית, מה שמבטיח כי האות לא יסבול מעיוות אות קשה במהלך ההעברה בגלל מהירויות התפשטות השונות של אותות אופטיים של תדרים שונים.
