Mae egwyddor weithredol ffibrau optegol yn seiliedig ar gyfanswm adlewyrchiad mewnol golau, gan ganiatáu i signalau optegol deithio'n bell heb golli. Mae'r canlynol yn esboniad manwl o sut mae ffibrau optegol yn gweithio:
1. Strwythur Sylfaenol Ffibr Optegol
Mae ffibrau optegol fel arfer yn cynnwys tair haen:
Craidd: Rhan ganolog y ffibr, wedi'i wneud o wydr neu blastig gyda mynegai plygiannol uchel. Mae'r signal optegol yn ymledu yn bennaf trwy'r craidd.
Cladin: Yn amgylchynu'r craidd ac mae ganddo fynegai plygiannol is i atal golau rhag dianc o'r craidd.
Gorchuddio: Yr haen amddiffynnol y tu allan i'r cladin, sy'n amddiffyn y ffibr yn bennaf rhag difrod corfforol a ffactorau amgylcheddol.
2. Egwyddor Cyfanswm Myfyrdod Mewnol
Egwyddor graidd trosglwyddo signal optegol mewn ffibrau yw adlewyrchiad mewnol llwyr. Pan fydd golau'n teithio o'r craidd gyda mynegai plygiant uwch i'r cladin gyda mynegai plygiant is, os yw'r ongl ddigwyddiad yn fwy nag ongl gritigol, ni fydd y golau yn dianc o'r craidd. Yn lle hynny, bydd yn cael ei adlewyrchu'n llwyr yn ôl i'r craidd yn y rhyngwyneb rhwng y craidd a'r cladin. Trwy gyfres o adlewyrchiadau mewnol cyflawn parhaus, gellir trosglwyddo'r signal optegol dros bellteroedd hir yn y ffibr.
3. Dulliau Lluosogi Golau
Yn dibynnu ar y math o ffibr, gall signalau optegol luosogi trwy ddau brif ddull:
Ffibr Sengl-Modd: Mewn ffibrau un modd, mae'r diamedr craidd yn fach iawn (8-10 micron fel arfer), gan ganiatáu i olau luosogi mewn modd sengl (llwybr). Ychydig iawn o wasgariad sydd gan ffibrau un modd, sy'n eu gwneud yn addas ar gyfer trosglwyddo data pellter hir, lled band uchel, megis rhwydweithiau ardal fetropolitan (MANs) a rhwydweithiau ardal eang (WANs).
Ffibr Aml-Ddelw: Mewn ffibrau aml-ddull, mae'r craidd yn ehangach (fel arfer 50 neu 62.5 micron), gan ganiatáu i olau luosogi mewn moddau lluosog (llwybrau). Mae ffibrau aml-ddull yn addas ar gyfer cymwysiadau pellter byr, ond gan fod signalau golau yn teithio ar hyd gwahanol lwybrau, gallant gyrraedd ar wahanol adegau, gan arwain at ystumio signal (gwasgariad moddol). Felly, defnyddir ffibrau aml-ddull fel arfer ar gyfer rhwydweithiau ardal leol (LANs) neu gysylltiadau mewnol o fewn canolfannau data.
4. Gwanhau Signalau a Gwasgariad
Er y gall ffibrau optegol drosglwyddo signalau golau yn effeithlon, maent hefyd yn dod ar draws rhai materion yn ymwneud â gwanhau a gwasgariad signal:
Gwanhau: Wrth i olau deithio trwy'r ffibr, mae'n gwanhau'n raddol, yn bennaf oherwydd amhureddau ac effeithiau gwasgariad yn y ffibr. Mae gwanhau yn cyfyngu ar y pellter trosglwyddo, felly mewn trosglwyddiadau pellter hir, mae mwyhaduron optegol (fel mwyhaduron ffibr dop erbium) fel arfer yn cael eu defnyddio i roi hwb i'r signal.
Gwasgariad: Mae gwasgariad yn cyfeirio at y cyflymderau amrywiol y mae gwahanol donfeddi golau yn teithio trwy'r ffibr, gan achosi i'r signal golau ledaenu wrth drosglwyddo. Mae gwasgariad yn effeithio ar ansawdd signal, yn enwedig mewn cyfathrebiadau cyflym, felly mae angen technegau iawndal gwasgariad i fynd i'r afael â'r mater hwn.
Mae ffibrau optegol yn cyfyngu signalau golau o fewn y craidd trwy adlewyrchiad mewnol llwyr, gan alluogi trosglwyddo data pellter hir yn effeithlon. Mae eu lled band uchel, gwanhad isel, a gwrthwynebiad i ymyrraeth yn eu gwneud yn gyfrwng trosglwyddo craidd mewn rhwydweithiau cyfathrebu modern, a ddefnyddir yn eang mewn rhyngrwyd cyflym, cyfathrebu pellter hir, a rhyng-gysylltiad canolfan ddata.
