Theo các phương thức phân bố chiết suất khác nhau, sợi đa chế độ có thể được chia thành sợi đa chế độ loại bước và sợi đa chế độ loại dần. Do nguyên lý hoạt động khác nhau nên ứng dụng của chúng cũng có sự khác biệt.
Nguyên lý làm việc và ứng dụng của sợi quang đa mode loại bước
Có sự phân bố đều của chiết suất trong sợi quang loại bước. Vì chiết suất trong tấm ốp thấp, nghĩa là chiết suất của lõi cao hơn chiết suất của tấm ốp, nên chiết suất tại ranh giới giữa lõi và tấm ốp giảm mạnh, do đó hình thành một bước. Đối với sợi quang đa mode loại bước, ánh sáng truyền dọc theo trục sợi theo nguyên lý phản xạ toàn phần. Trong số đó, các đường truyền ánh sáng vào sợi quang với các góc tới là khác nhau. Mặc dù ánh sáng tới truyền với cùng tốc độ ở đầu vào, nhưng phải mất thời gian khác nhau để đến đầu ra, dẫn đến phân tán thời gian, dẫn đến sự mở rộng nghiêm trọng của xung, được gọi là sự phân tán giữa các chế độ .
Bởi vì truyền thông kỹ thuật số sử dụng các xung ánh sáng để truyền tín hiệu dọc theo sợi quang, sự phân tán theo phương thức làm cho các xung bị mở rộng và lan truyền nghiêm trọng khi chúng di chuyển với sợi quang. Càng nhiều chế độ, sợi quang di chuyển càng nhiều xung. Điều này cũng hạn chế đáng kể băng thông của sợi quang đa chế độ bước. Hơn nữa, sự phân tán giữa các chế độ không phù hợp với truyền thông cáp quang. Đối với hệ thống cáp quang kỹ thuật số, khi sự tán sắc nghiêm trọng sẽ dẫn đến hiện tượng chồng xung dẫn đến ISI và tăng BER. Do đó, sự tán sắc của sợi quang không chỉ ảnh hưởng đến khả năng truyền dẫn của sợi quang mà còn hạn chế khoảng cách tiếp sóng của hệ thống thông tin bằng sợi quang. Do những hạn chế này, đa chế độ sợi quang bước thường được sử dụng với chi phí tương đối thấp trong các hệ thống thông tin liên lạc ở khoảng cách ngắn (trong vài km) và ở tốc độ thấp (dưới 8Mb / s).
Nguyên lý làm việc và ứng dụng của sợi quang đa mode côn
Chiết suất của sợi côn biến thiên liên tục theo một quy luật nhất định và không đồng nhất. Chiết suất của sợi côn là lớn nhất ở trục sợi và nhỏ nhất ở gần ranh giới phủ. Nói cách khác, chiết suất của sợi côn giảm khi bán kính lõi tăng. Trong sợi chuyển sắc, sự thay đổi chiết suất gây ra hiện tượng khúc xạ, nhưng không gây ra phản xạ toàn phần, và khi ánh sáng truyền đến ranh giới phủ (với chiết suất nhỏ nhất), sợi quang sẽ bị khúc xạ trở lại trục sợi.
Đối với sợi quang nhiều chế độ hình nón, ánh sáng truyền về phía trước dưới dạng dao động hình sin. Cũng giống như sợi đa chế độ loại bước, ánh sáng khác nhau truyền theo các đường khác nhau trong sợi đa chế độ được phân cấp. Trong số đó, tốc độ truyền ánh sáng là khác nhau, vì tốc độ ánh sáng sẽ thay đổi theo chiết suất của lõi sợi quang. Ánh sáng càng xa trục sợi quang thì tốc độ càng cao. Nói cách khác, chiết suất càng nhỏ thì tốc độ lan truyền càng cao. Đồng thời, sợi quang đa mode côn có hiệu ứng tự lấy nét và các tia tương ứng ở các góc tới khác nhau sẽ tập trung tại cùng một điểm, và thời gian trễ của các tia này xấp xỉ bằng nhau. Do đó, sự phân tán giữa các chế độ có thể được giảm đáng kể, do đó băng thông của sợi quang đa chế độ giảm dần cao hơn so với sợi quang đa chế độ bước. Kết quả là, hầu hết các sợi đa mode ngày nay đều có dạng thon. So với sợi đa chế độ bước, sợi đa chế độ thon thường được sử dụng trong các hệ thống truyền thông với khoảng cách trung bình (10 ~ 20 tab) và tốc độ truyền dẫn tương đối cao (34 ~ 140Mb / s), dẫn đến giá thành cao hơn.
