屈折率分布の異なるモードに従って、マルチモードファイバは、ステップタイプのマルチモードファイバと段階的なマルチモードファイバに分割することができます。それぞれの作業原理が異なるため、アプリケーションには違いがあります。
ステップ型マルチモードファイバの動作原理と応用
ステップタイプ繊維には屈折率の分布が均一である。クラッディング中の屈折率が低い、すなわち、コア屈折率はクラッディングのそれよりも高いので、コアとクラッディングの境界で屈折率が急激に低下し、ステップを形成する。ステップタイプのマルチモードファイバの場合、光は全反射の原理に従ってファイバー軸に沿って伝播します。中でも、入射角が異なる光ファイバへの光透過経路は異なる。入射光は入力端で同じ速度で伝送しますが、出力端に到達するまでに異なる時間がかかり、時間分散が生じ、いわゆるモード間分散であるパルスの深刻な広がりにつながります。
デジタル通信は光パルスを使用して光ファイバに沿って信号を送るため、モーダル分散はパルスが繊維とともに移動する過程で、ひどく広がり、広がる原因となります。より多くのモードは、ファイバが歩く必要があるより多くのパルスを移動します。また、これはステップモードマルチモードファイバの帯域幅を大幅に制限します。また、モード間分散は光ファイバ通信には適さない。デジタル光ファイバシステムでは、分散が深刻な場合、パルスの重なりが発生し、ISIにつながり、BERを増加させます。このため、光ファイバの分散は光ファイバの伝送能力に影響を与えるだけでなく、光ファイバ通信システムの中継距離も制限する。これらの制限により、ステップファイバーマルチモードは、短い距離(数キロメートル以内)および低速(8Mb/s以下)の通信システムで比較的低コストで使用されることがよくあります。
テーパードマルチモードファイバの動作原理と応用
テーパー繊維の屈折率は、一定の法則に従って継続的に変化し、均一ではありません。テーパード ファイバの屈折率は、ファイバ軸で最大、クラッディング境界付近の最小です。つまり、テーパードファイバの屈折率はコア半径の増加に伴って減少する。勾配繊維では、屈折率の変化は屈折を引き起こすが、全反射は起こらず、光がクラッディング境界(最小屈折率)に伝達されると、ファイバは繊維軸に戻って屈折する。
テーパードマルチモードファイバの場合、光は、中弦波振動の形で前方に移動します。ステップ タイプのマルチモード ファイバと同様に、異なるライトは、段階的なマルチモード ファイバの異なるパスに沿って伝播します。中でも、光伝搬速度は異なるため、光率はファイバコアの屈折率とともに変化する。光がファイバー軸から遠く離れているほど、速度は高くなります。つまり、屈折率が小さいほど、伝搬率が高くなる。同時に、テーパードマルチモードファイバは自己焦点効果を持ち、異なる入射角度の対応する光線は同じポイントに集中し、これらの光線の時間遅延はほぼ等しくなります。このため、モード間の分散を大幅に削減できるため、テーパードマルチモードファイバの帯域幅がステップマルチモードファイバの帯域幅よりも高くなります。その結果、現在のほとんどのマルチモードファイバはテーパーされています。ステップマルチモードファイバと比較すると、通常、テーパリングマルチモードファイバは、中距離(10〜20タブ)、伝送速度が比較的高い通信速度(34〜140Mb/s)の通信システムで使用され、コストが高くなります。
