Optická vlákna jsou plná žargonu, ale je důležité ho pochopit. Jedním z nejvíce matoucích termínů pro mnohé je "vlnová délka". Zní to velmi vědecky, ale je to prostě termín používaný k definování toho, co si myslíme jako barvu světla.
Světlo je součástí "elektromagnetického spektra", které zahrnuje také rentgenové záření, ultrafialové záření, mikrovlnné trouby, rádio, televizi, mobilní telefony a všechny ostatní bezdrátové signály. Jsou to prostě elektromagnetické záření různých vlnových délk. Jako spektrum odkazujeme na rozsah vlnových délk elektromagnetického záření.
Vlnová délka a frekvence jsou příbuzné, takže některé záření je identifikováno jeho vlnovou délkou, zatímco jiné jsou označovány jejich frekvencí. Například pro záření kratších vlnových délek, světla, UV záření a rentgenových paprsků obecně odkazujeme na jejich vlnovou délku, abychom je identifikovali, zatímco delší vlnové délky, jako je rádio, televize a mikrovlnné trouby, odkazujeme na jejich frekvenci.
Světlo, které známe nejvíce, je samozřejmě světlo, které vidíme. Naše oči jsou citlivé na světlo, jehož vlnová délka je v rozmezí asi 400 nanometrů (miliardiny metru) až po 700 nanometrů, od modré /fialové po červenou. Pokud se divíte, proč je to rozsah barev, který vidíme, je to proto, že je to stejná oblast jako nejjasnější výstup slunce. Jinými slovy, vyvinuli jsme zrak ve spektrálním rozsahu výstupu naší místní hvězdy, vlastně docela dobrý nápad.
Pro optická vlákna se skleněnými vlákny používáme světlo v infračervené oblasti, která má vlnové délky delší než viditelné světlo, obvykle kolem 850, 1300 a 1550 nm. Proč používáme infračervený přenos? Protože útlum vlákna je mnohem menší na těchto vlnových délkách. Útlum skleněného optického vlákna je způsoben dvěma faktory, absorpcí a rozptylem. Absorpce se vyskytuje v několika specifických vlnových délkách nazývaných vodní pásy v důsledku absorpce minutovým množstvím vodní páry ve sklenici.
Rozptyl je způsoben světlem odrážejícím se od atomů nebo molekul ve skle. Je to silně funkce vlnové délky, s delšími vlnobitími s mnohem nižším rozptylem. Přemýšleli jste někdy, proč je obloha modrá? Je to proto, že světlo ze slunce je silněji rozptýleno v modrém.
Vlnové délky přenosu optických vláken jsou určeny dvěma faktory: delší vlnové délky v infračerveném přenosu pro nižší ztrátu skleněných vláken a vlnových délek, které jsou mezi absorpčními pásmy. Normální vlnové délky jsou tedy 850, 1300 a 1550 nm. Naštěstí jsme také schopni vyrobit vysílače (lasery nebo LED) a přijímače (fotodetektory) na těchto konkrétních vlnových délkách.
Pokud je útlum vlákna menší při delších vlnových délkách, proč nepouživíme ještě delší vlnové délky? Infračervené vlnové délky přecházejí mezi světlem a teplem, jako když vidíte matně červenou záři elektrického topného tělesa a cítíte teplo. Při delších vlnových délkách se okolní teplota stává šumem na pozadí, rušivými signály. A v infračerveném záření jsou významné vodní pásy.
Plastové optické vlákno (POF) je vyrobeno z materiálů, které mají nižší absorpci při kratších vlnových délkách, takže červené světlo při 650 nm se běžně používá s POF, ale při útlumu 850 nm je stále přijatelné, takže lze použít vysílače skleněných vláken s krátkou vlnovou délkou.
Často odkazujeme na vlnové délky optických vláken. Vlnové délky, které používáme pro přenos, musí být vlnové délky, které testujeme na ztráty v našich kabelových elektrárnách. Naše měřiče výkonu jsou kalibrovány na těchto vlnových délkách, abychom mohli otestovat síťové zařízení, které instalujeme.
Tři hlavní vlnové délky pro optická vlákna, 850, 1300 a 1550 nm poženou vše, co navrhujeme nebo testujeme. NIST (Americký Národní institut standardů a technologií) poskytuje kalibraci měřiče výkonu na těchto třech vlnových délkách pro optická vlákna. Multimode vlákno je navrženo pro provoz při 850 a 1300 nm, zatímco jednomodé vlákno je optimalizováno pro 1310 a 1550 nm. Rozdíl mezi 1300 nm a 1310 nm je prostě otázkou konvence, která se vrací do časů, kdy AT&T diktovala většinu žargonu optických vláken. Lasery o výkonu 1310 nm a LED při 1300 nm byly použity v singlemode a multimode vláknech.
