Принцип рада оптичких влаканика заснован је на укупном унутрашњем одраз светлости, омогућавајући оптичким сигналима да се не желе без губитака путовати на велике удаљености без губитка. Следе детаљно објашњење како функционише оптичка влакна:
1. Основна структура оптичког влакна
Оптичка влакна се обично састоји од три слоја:
Цоре: Централни део влакна, направљен од стакла или пластике са високим индексом преламања. Оптички сигнал се првенствено шири кроз језгро.
Облагање: Окружује језгру и има нижи индекс лома за спречавање да се светлост не побјегне језгре.
Цоатинг: Заштитни слој изван облоге, који углавном штити влакно од физичких оштећења и фактора околине.
2. Принцип тоталне унутрашње рефлексије
Основни принцип преноса оптичког сигнала у влакнима је потпуна унутрашња рефлексија. Када светлост путује из језгра са већим индексом преламања у облогу са нижим индексом преламања, ако је упадни угао већи од критичног угла, светлост неће побећи из језгра. Уместо тога, потпуно ће се рефлектовати назад у језгро на интерфејсу између језгра и облоге. Кроз низ континуираних укупних унутрашњих рефлексија, оптички сигнал се може преносити на велике удаљености у влакну.
3. Начини ширења светлости
У зависности од врсте влакна, оптички сигнали се могу ширити кроз два главна начина:
Једномодно влакно: У влакнама за једнократну режим, пречник језгре је врло мали (обично 8-10 микрони), омогућавајући светлост да се шири у једном режиму (пут). Влакна са једним режимма имају минималну дисперзију, чинећи их погодним за пренос података на велике даљине, високотрачне пропусности, као што су Мреже метрополитанских подручја (МАНС) и мрежа широког подручја (ВАНС).
Мулти-моде влакна: У влакнима са више мода, језгро је шири (обично 50 или 62,5 микрона), омогућавајући лампицу да се шири у више начина (стазама). Влакна више мода погодна су за апликације за краткорочно удаљености, али пошто светлосни сигнали путују различитим стазама, они могу стићи у различита времена, што доводи до изобличења сигнала (модално дисперзију). Стога се влакна више мода обично користе за локалне мреже (ЛАН) или интерне везе у оквиру података.
4. Слабљење и дисперзија сигнала
Док оптичка влакна могу ефикасно да преносе светлосне сигнале, она се такође сусрећу са неким проблемима у вези са слабљењем и дисперзијом сигнала:
Слабљење: Како светлост путује кроз влакна, постепено слаби, пре свега због нечистоћа и ефеката расипања у влакнима. Пригушење ограничава преносну удаљеност, тако да се у преносу на даљину на даљину оптички појачала (као што су појачала на влакнима допила у Ербиум-Допед-а) обично користе сигнал.
Дисперзија: Дисперзија се односи на различите брзине на којима различите таласне дужине светлости путују кроз влакна, узрокујући да се светлосни сигнал шири током преноса. Дисперзија утиче на квалитет сигнала, посебно у комуникацији велике брзине, тако да су потребне технике дисперзирања за решавање овог питања.
Оптичка влакна ограничавају светлосне сигнале унутар језгра кроз потпуну унутрашњу рефлексију, омогућавајући ефикасан пренос података на велике удаљености. Њихов велики пропусни опсег, ниско слабљење и отпорност на сметње чине их основним медијумом за пренос у модерним комуникационим мрежама, који се широко користе у брзом интернету, комуникацији на даљину и међусобном повезивању центара података.
