Światłowody - rodzaje, 

właściwości, zastosowania

Opracował: 

Łukasz Biegus 127229

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na strukturę:

1)

włókniste

2) 

planarne

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na charakterystykę 

modową:

1)

jednomodowe         2) 
wielomodowe

Klasyfikacja światłowodów

Światłowody jednomodowe:
- pozwalają transmitować dane na bardzo duże odległości 

(powyżej 100 km) bez konieczności wzmacniania sygnału. 

- ze względu na wysoki koszt interfejsów przyłączeniowych 

jest to bardzo drogie rozwiązanie. 

- źródłem światła jest dioda laserowa. Strumień danych 

przesyłany jest równolegle do osi przewodnika na całej 

jego długości i dociera do miejsca przeznaczenia w 

jednym modzie, czyli w całości w jednym punkcie czasu. 

- włókna mają zwykle od 5 do 10 mikrometrów średnicy i 

otoczone są ochronnym wypełnieniem o średnicy 125 

mikrometrów 

- wysokie koszty kabli i sprzętu laserowego w połączeniu z 

dużą szerokością udostępnianego pasma sprawiają, że 

technologia ta bardziej nadaje się do wykorzystania przy 

tworzeniu wysokiej jakości infrastruktur informacyjnych 

w sieciach MAN i WAN.

Klasyfikacja światłowodów

Światłowody wielomodowe:

- światłowody wielomodowe przesyłają wiele 

modów (fal) o różnej długości. 

- stopień rozpraszania wiązki świetlnej nakłada 

praktyczne ograniczenia na długość 

okablowania światłowodowego sterowanego za 

pomocą diody świetlnej. 

- światłowody takie stosowane są najczęściej w 

sieciach LAN.

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na rozkład współczynnika 

załamania:

1) skokowe

     2) 

gradientowe

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na materiał:
• SiO

2

 (domieszkowane)

• inne szkła, np. ZBLAN (Zr, Ba, La, Al, Na)
• materiały krystaliczne - szafir
• światłowody plastikowe (PMMA)
• wielowarstwy epitaksjalne (np. GaAs/AlGaAs)
• warstwy dielektryczne (Ta2O5, ZnO, 

Si3N3/SiO2)

• warstwy polimerowe (PMMA, PS)

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na zdolności aktywnej 

obróbki sygnału:

• pasywne (transmisja sygnałów lub 

danych)

• aktywne (wzmacniacze optyczne)

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na dyspersję (jednomodowe):
• klasyczne (z dyspersją naturalną)
• z przesuniętą dyspersją (DSF)
• z poszerzoną dyspersją (DWF)
• z odwróconą dyspersją

Dyspersja powoduje poszerzenie czasowe 

impulsów i niebezpieczeństwo przypisania im 

błędnych wartości w odbiorniku. Poszerzenie 

to rośnie wraz odległością transmisji.

Klasyfikacja światłowodów

Ze względu na zastosowanie:
• telekomunikacyjne
• dla sieci komputerowych
• czujnikowe

Parametry światłowodów

•

Optyczne
1)  Tłumienie - powodujące straty mocy            

     

optycznej sygnału wynikiem czego 

jest ograniczenie odległości transmisji, a więc 

długości odcinków międzygeneratorowych.
 2) Dyspersja-powodująca poszerzenie 

czasowe 

impulsów i niebezpieczeństwo 

przypisania im  błędnych wartości w 

odbiorniku. Poszerzenie to  rośnie wraz 

z odległością transmisji.

Parametry światłowodów

3) Długość fali odcięcia - jest to 
najmniejsza długość fali przy której 
w  światłowodzie rozchodzi się tylko 
jeden  mod. Przy długościach 
poniżej długości 

odcięcia w 

światłowodzie rozchodzi się  kilka 
modów i światłowodu nie można 
uważać za jednomodowy.

Parametry światłowodów

4) współczynnik załamania - względny 
współczynnik załamania decyduje o 
tym jak bardzo światło ma tendencję 
do 

skręcania swego kierunku 

podczas 

przechodzenia do innego 

ośrodka. 

Inaczej mówiąc -  przy 

dużym 

względnym współczynniku 

załamania  światło będzie się silniej 
załamywać  

Parametry światłowodów

5)

 Apertura numeryczna NA definiowana dla 

światłowodów jako sinus kąta stożka akceptacji, tzn. 

maksymalnego kąta w stosunku do osi rdzenia włókna, 

pod którym światło wprowadzone do światłowodu nie 

będzie z tego włókna uciekać.

Światłowód:

•

kwarcowy wielomodowy skokowy NA = 0,242; α = 14o 

•

kwarcowy gradientowy NA = 0,208; α = 12o 

•

jednomodowy NA = 0,11; α = 6,5o 

•

Im większa apertura numeryczna, tym większą część 

światła można wprowadzić do wnętrza światłowodu 

(włókno wykazuje większą przydatność jako światłowód 

wielomodowy)

Parametry światłowodów

•

Geometryczne
1) wymiary poprzeczne
2) geometria

• Mechaniczne

1) wytrzymałość na zerwanie
2) promień gięcia

Zalety światłowodów

•

Ogromna pojemność informacyjna 

pojedynczego włókna

•

Małe straty = przesyłanie sygnałów na znaczne 

odległości

•

Całkowita niewrażliwość na zakłócenia i 

przesłuchy e-m

•

Mała waga i małe wymiary

•

Bezpieczeństwo pracy (brak iskrzenia)

•

Utrudniony (prawie niemożliwy) podsłuch 

przesyłanych danych.

•

Względnie niski koszt

•

Duża niezawodność

Zastosowanie 

światłowodów

•

Telekomunikacja

•

Sieci komputerowe (Ethernet, 
Token Ring, FDDI, w kierunku 
WDM)

•

Oświetlenie 

•

Czujnikowe

•

Motoryzacja