12 Unterschied zwischen Step-Index-Faser und Graded-Index-Faser (mit Bildern)

Was ist eine Stufenindexfaser?

In einer optischen Faser ist eine Stufenindexfaser eine Faser, die durch einen gleichförmigen Brechungsindex innerhalb des Kerns und eine scharfe Abnahme des Brechungsindex an der Kern-Mantel-Grenzfläche gekennzeichnet ist, so dass der Mantel einen niedrigeren Brechungsindex aufweist. In einer Stufenindexfaser breiten sich die Lichtstrahlen im Inneren des Kerns zickzackförmig aus. Die Strahlen laufen in der Faser als Meridianstrahlen und kreuzen bei jeder Reflexion die Faserachse.

Es ist wichtig zu beachten, dass es zwei Arten von Stufenindexfasern gibt, nämlich Monomode-Fasern und Multimode-Fasern. Die Signalverzerrung tritt bei Strahlen mit großem Winkel in Multimode-Stufenindexfasern stärker auf. In Singlemode-Stufenindexfasern gibt es keine Verzerrung. Die Step-Index-Faser hat eine geringere Bandbreite. Die Bandbreite beträgt etwa 50 MHz km für Multimode-Stufenindexfasern, während sie im Fall von Singlemode-Stufenindexfasern mehr als 100 MHz km beträgt .

Was Sie über Step-Index-Fasern wissen müssen

1. Stufenindexfaser ist eine Faser, bei der der Kern einen einheitlichen Brechungsindex aufweist und der Brechungsindex am Mantel stark abfällt.
2. Stufenindexfasern gibt es in zwei Arten, nämlich Monomode-Fasern und Multimode-Fasern.
3. Indexprofile haben die Form von Stufen.
4. Die Lichtstrahlen breiten sich in Zick – Zack – Weise im Inneren des Kerns. Die Strahlen laufen in der Faser als Meridianstrahlen und kreuzen bei jeder Reflexion die Faserachse.
5. Die Signalverzerrung tritt bei Strahlen mit großem Winkel in Multimode-Stufenindexfasern stärker auf. In Singlemode-Stufenindexfasern gibt es keine Verzerrung.
6. Die Faser hat eine geringere Bandbreite. Die Bandbreite beträgt etwa 50 MHz km für Multimode-Stufenindexfasern, während sie im Fall von Singlemode-Stufenindexfasern mehr als 100 MHz km beträgt.
7. Der Durchmesser des Kerns liegt zwischen 50-200µm bei Multimodefasern und 10µm bei Singlemodefasern.
8. Wird für die Kurzstreckenkommunikation verwendet.
9. Die Lichtstrahlendämpfung ist bei Multimode-Stufenindexfasern stärker, bei Singlemode-Stufenindexfasern jedoch sehr geringer.
10. Weniger teuer.
11. Die NA von Multimode-Stufenindexfasern ist höher, während sie bei Singlemode-Stufenindexfasern sehr geringer ist.
12. Pulsverbreiterung und intermodale Dispersion sind vorhanden.

Was ist Graded-Index-Faser?

Abgestufte Indexfaser ist eine Art von optischer Faser , bei der der Brechungsindex des Kerns gleichförmig in der Mitte Kern ist und dann abnimmt es in Richtung Kern-Mantel – Grenzfläche. Die Gleichmäßigkeit ist gegeben, weil der Brechungsindex an der Achse des Kerns höher ist und mit der radialen Bewegung weg von der Achse kontinuierlich abnimmt. Der Brechungsindex des Mantels ist jedoch bei Gradientenindexfasern konstant; daher ist die Natur des Brechungsindex irgendwie parabolisch.

Die Lichtstrahlen in Gradientenindexfasern breiten sich in Form von schrägen Strahlen oder spiralförmigen Strahlen aus. Sie werden die Faserachse nicht kreuzen. Außerdem ist zu beachten, dass die Signalverzerrung innerhalb der Faser sehr gering ist, obwohl sich die Strahlen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten. Die Gradientenindexfaser hat eine höhere Bandbreite. Die Bandbreite der Faser liegt zwischen 200 MHz km bis 600 MHz km, obwohl sie theoretisch eine unendliche Bandbreite hat.

Vorteile von Graded-Index-Fasern

• Es kann eine große Menge an Informationen übertragen.
• Die Verzerrung ist vergleichsweise gering als bei einer Stufenindexfaser.

Nachteile von Gradientenindexfasern

• Diese Fasern besitzen eine geringe Lichtkopplungseffizienz.
• Es ist teuer im Vergleich zu Stufenindexfasern.

Was Sie über Faser mit gradiertem Index wissen müssen

1. Faser mit Gradientenindex ist ein Fasertyp, bei dem der Brechungsindex des Kerns im mittleren Kern gleichförmig ist und dann zur Kern-Mantel-Grenzfläche hin abnimmt.
2. Die Gradientenindexfaser ist nur von einem Typ, nämlich Multimode-Faser.
3. Indexprofile haben die Form einer parabolischen Kurve (für α=2).
4. Die Lichtstrahlen breiten sich in Form von Schrägstrahlen oder spiralförmigen Strahlen aus. Sie werden die Faserachse nicht kreuzen.
5. Die Signalverzerrung ist sehr gering, obwohl sich die Strahlen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit innerhalb der Faser ausbreiten.
6. Die Faser hat eine höhere Bandbreite. Die Bandbreite der Faser liegt zwischen 200 MHz km bis 600 MHz km, obwohl sie theoretisch eine unendliche Bandbreite hat.
7. Der Durchmesser des Kerns beträgt bei Multimode-Fasern etwa 50 µm.
8. Wird für die Fernkommunikation verwendet.
9. Die Dämpfung von Lichtstrahlen ist bei Gradientenindexfasern geringer.
10. Sehr teuer.
11. Die NA von Gradientenindexfasern ist geringer.
12. Keine Pulsverbreiterung und intermodale Dispersion durch periodische Selbstfokussierung.

Lesen Sie auch: Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfasern

Unterschied zwischen Stufenindexfasern und Gradientenindexfasern in Tabellenform

VERGLEICHSGRUNDLAGE	STEP INDEX FASER	GRADED INDEX FASER
Beschreibung	Stufenindexfaser ist eine Faser, bei der der Kern einen einheitlichen Brechungsindex aufweist und der Brechungsindex am Mantel stark abfällt.	Faser mit Gradientenindex ist ein Fasertyp, bei dem der Brechungsindex des Kerns im mittleren Kern maximal ist und dann zur Kern-Mantel-Grenzfläche hin abnimmt.
Typen	Stufenindexfasern gibt es in zwei Arten, nämlich Monomode-Fasern und Multimode-Fasern.	Die Gradientenindexfaser ist nur von einem Typ, nämlich Multimode-Faser.
Indexprofile	Indexprofile haben die Form von Stufen.	Indexprofile haben die Form einer parabolischen Kurve (für α=2).
Ausbreitung von Lichtstrahlen	Die Lichtstrahlen breiten sich in Zick – Zack – Weise im Inneren des Kerns.	Die Lichtstrahlen breiten sich in Form von Schrägstrahlen oder spiralförmigen Strahlen aus. Sie werden die Faserachse nicht kreuzen.
Signalverzerrung	Die Signalverzerrung tritt bei Strahlen mit großem Winkel in Multimode-Stufenindexfasern stärker auf. In Singlemode-Stufenindexfasern gibt es keine Verzerrung.	Die Signalverzerrung ist sehr gering, obwohl sich die Strahlen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit innerhalb der Faser ausbreiten.
Bandbreitengröße	Die Faser hat eine geringere Bandbreite.	Die Faser hat eine höhere Bandbreite.
Durchmesser des Kerns	Der Durchmesser des Kerns liegt zwischen 50-200µm bei Multimodefasern und 10µm bei Singlemodefasern.	Der Durchmesser des Kerns beträgt bei Multimode-Fasern etwa 50 µm.
Anwendung	Wird für die Kurzstreckenkommunikation verwendet.	Wird für die Fernkommunikation verwendet.
Dämpfung von Lichtstrahlen	Die Lichtstrahlendämpfung ist bei Multimode-Stufenindexfasern stärker, bei Singlemode-Stufenindexfasern jedoch sehr geringer.	Die Dämpfung von Lichtstrahlen ist bei Gradientenindexfasern geringer.
Kosten	Weniger teuer	Sehr teuer.
N / A	Die NA von Multimode-Stufenindexfasern ist höher, während sie bei Singlemode-Stufenindexfasern sehr geringer ist.	Die NA von Gradientenindexfasern ist geringer.
Pulserweiterung	Pulsverbreiterung und intermodale Dispersion sind vorhanden.	Keine Pulsverbreiterung und intermodale Dispersion durch periodische Selbstfokussierung.