Principperne for optiske fiberkabler involverer transmission af lyssignaler gennem tynde, fleksible tråde af glas eller plast for at transmittere enorme mængder data over lange afstande. Her er nogle nøgleprincipper, der styrer driften af ​​optiske fiberkabler:

Total intern refleksion:

- Det grundlæggende princip bag optisk fiberkommunikation er total intern refleksion. Når lys bevæger sig fra et tættere medium (såsom glas eller plastik) til et mindre tæt medium (såsom luft), gennemgår det refleksion, hvis det rammer grænsen mellem de to medier i en vinkel, der er større end den kritiske vinkel.

- I optiske fibre ledes lyssignalet gennem kernen af ​​flere totale interne refleksioner fra kerne-beklædningsgrænsefladen. Beklædningen er et materiale, der omgiver kernen med et lavere brydningsindeks, hvilket sikrer, at lyset forbliver indespærret i kernen.

Brydningsindeks:

- Brydningsindekset er et mål for, hvor meget lys der bliver bøjet, når det går fra et medie til et andet. Kernematerialet i en optisk fiber har et højere brydningsindeks end beklædningen, hvilket får lys til at reflekteres tilbage i kernen ved kerne-beklædningsgrænsefladen.

Spredning:

- Dispersion refererer til spredningen af ​​lyssignaler, når de udbreder sig gennem en optisk fiber. Forskellige bølgelængder af lys bevæger sig med lidt forskellige hastigheder i fiberen, hvilket fører til et fænomen kaldet kromatisk spredning. Derudover kan forskellige lysformer (dvs. stier taget af lysstråler) opleve forskellige rejsetider, hvilket resulterer i modal spredning.

- Dispersion begrænser båndbredden og transmissionsafstanden for optiske fiberkabler og er en væsentlig faktor, der tages i betragtning i design og konstruktion af fiberoptiske systemer.

Dæmpning:

- Optiske fiberkabler oplever signaltab på grund af forskellige faktorer såsom urenheder, materialefejl og spredning. Dette tab omtales som dæmpning og måles i decibel pr. kilometer (dB/km).

- For at overvinde dæmpning og sikre pålidelig datatransmission, bruges optiske forstærkere eller repeatere med jævne mellemrum langs udvidede fiberoptiske forbindelser for at forstærke de optiske signaler og kompensere for signaltabet.

Single-Mode og Multi-Mode Fibre:

- Optiske fibre er kategoriseret i to hovedtyper:single-mode fibre og multi-mode fibre.

- Single-mode fibre har en lille kernediameter, der tillader kun én lystilstand at forplante sig, hvilket minimerer modal spredning og muliggør højhastighedsdatatransmission over lange afstande.

- Multi-mode fibre har større kernediametre og kan understøtte flere former for lysudbredelse. De bruges typisk til kortere afstande eller applikationer, hvor høje datahastigheder ikke er påkrævet.

Optiske vinduer:

- Optiske fiberkabler fungerer inden for specifikke bølgelængdeområder kendt som optiske vinduer. Disse vinduer svarer til områder med lav dæmpning og er afgørende for at bestemme transmissionskarakteristika og ydeevne af fiberoptiske systemer.

- De almindeligt anvendte optiske vinduer er:

- Første vindue (O-bånd):1260-1360 nm

- Andet vindue (E-Band):1530-1565 nm

- Tredje vindue (S-Band):1800-1900 nm

- Fjerde vindue (C-bånd):1565-1625 nm

- Femte vindue (L-bånd):1565-1625 nm

Ved at forstå disse principper har optiske fiberkabler revolutioneret kommunikationsnetværk og danner grundlaget for højhastighedsinternet, datatransmission og forskellige applikationer inden for telekommunikation, medicin og sensorteknologi.