Оптическое волокно обычно состоит из трех слоев: сердечника, облицовки и покрытия. Сердечник и облицовка представляют собой стекло с разными показателями преломления.
Сердечником является стекло с высоким показателем преломления (легированный кремнезем), а облицовка-кварцевое стекло с низким показателем преломления (чистый кремнезем).
Свет входит в волокно под определенным углом и подвергается полному внутреннему отражению на интерфейсе сердечник-облицовки, позволяя ему распространяться через волокно. Покрывающий слой защищает волокно от внешних повреждений и повышает его гибкость.
Волоконно-оптический кабель содержит оптические волокна, которые представляют собой тонкие, хрупкие стеклянные волокна. Чтобы защитить нежные волокна, они заключены в пластиковые защитные трубки и внешнюю пластиковую оболочку.
Сочетание оптических волокон, защитных слоев и дополнительных компонентов образует волоконно-оптический кабель. Хотя оптические волокна являются основной частью оптоволоконного кабеля, термины «оптическое волокно» и «оптоволоконный кабель» не являются взаимозаменяемыми.
Дисперсия в оптических волокнах относится к искажению сигналов, вызванного различными скоростями передачи различных частотных и модальных компонентов.
Существует три типа дисперсии: дисперсия материала, волноводная дисперсия и модальная дисперсия. Дисперсия материала и волновода возникает, когда сигнал не является одной частотой, в то время как модальная дисперсия возникает, когда сигнал не является одной модой.
Одномодовые волокна имеют только дисперсию материала и волновода, в то время как многомодовые волокна также испытывают модальную дисперсию. Дисперсия влияет на пропускную способность и ограничивает расстояние между ретрансляторами в волоконно-оптических системах связи.
Основные причины затухания в оптических волокнах включают рассеяние, поглощение, изгиб, сжатие и потерю мощности на разъемах и соединениях.
Затухание измеряется в дБ/км, что представляет собой потерю мощности сигнала на километр волокна. Рэлеевское рассеяние и внутреннее поглощение являются неотъемлемыми потерями в оптических волокнах.
Кроме того, потери могут также возникать на волоконных соединениях из-за рассогласования, неперпендикулярных торцевых поверхностей, неровных торцевых поверхностей, несовпадающих диаметров сердечника и плохого качества сращивания.
Размер сердечника относится к физическому размеру сердечника волокна. Многорежимные волокна имеют размеры ядра выстраивая в ряд от 7μм до 3 мм, с самыми общими быть 50μм, 62.5μм, 100μм, и 200μм.
Индустриальный стандарт для передачи данных-многорежимные кремнеземные волокна длиной 50 мкм и 62,5 мкм. Одномодовые кремнеземные волокна обычно имеют размер сердечника 8,3 мкм.
Пластиковые оптические волокна имеют размеры сердечника от 0,25 мм до 3 мм, причем 1 мм является самым популярным.