Vinnureglan ljósleiðara er byggð á heildar innri endurspeglun ljóss, sem gerir sjónmerkjum kleift að ferðast langar vegalengdir án þess að tapa. Eftirfarandi er nákvæm útskýring á því hvernig ljósleiðarar virka:
1. Grunnuppbygging sjóntrefja
Ljósleiðarar eru venjulega samsettir úr þremur lögum:
Kjarninn: Miðhluti trefjarinnar, úr gleri eða plasti með háu ljósbrotsvísitölu. Ljósmerki breiðist fyrst og fremst í gegnum kjarnann.
Klæðning: Umlykur kjarnann og hefur lægri brotstuðul til að koma í veg fyrir að ljós sleppi út úr kjarnanum.
Húðun: Hlífðarlagið utan við klæðninguna sem verndar trefjarnar aðallega fyrir líkamlegum skemmdum og umhverfisþáttum.
2. Meginreglan um heildar innri ígrundun
Meginreglan um sendingu ljósmerkja í trefjum er heildar innri endurspeglun. Þegar ljós berst frá kjarna með hærri brotstuðul inn í klæðningu með lægri brotstuðul, ef innfallshornið er stærra en krítískt horn, mun ljósið ekki sleppa úr kjarnanum. Þess í stað mun það endurkastast alveg aftur inn í kjarnann á viðmóti kjarna og klæðningar. Með röð samfelldra heildar innri endurspeglun er hægt að senda ljósmerkið um langar vegalengdir í trefjaranum.
3. Útbreiðsluháttur ljóss
Það fer eftir tegund trefja, ljósmerki geta breiðst út í gegnum tvo meginhama:
Einhams trefjar: Í einstillingu trefjum er þvermál kjarna mjög lítið (venjulega 8-10 míkron), sem gerir ljósinu kleift að dreifa sér í einum ham (slóð). Einhams trefjar hafa lágmarksdreifingu, sem gerir þær hentugar fyrir gagnaflutning á langri fjarlægð með mikilli bandbreidd, svo sem stórborgarnet (MAN) og breiðsvæðisnet (WAN).
Multi-Mode trefjar: Í trefjum í fjölstillingu er kjarninn breiðari (venjulega 50 eða 62,5 míkron), sem gerir ljós kleift að breiða út í mörgum stillingum (stígum). Margstig trefjar eru hentugir fyrir stutta fjarlægðarforrit, en þar sem ljósmerki ferðast um mismunandi slóðir geta þau komið á mismunandi tímum, sem leiðir til röskunar á merkjum (dreifingu fyrir módel). Þess vegna eru fjölstillingar trefjar venjulega notaðar fyrir staðbundin netkerfi (LAN) eða innri tengingar innan gagnavers.
4. Merkjadeyfing og dreifing
Þó að sjóntrefjar geti sent ljósmerki á skilvirkan hátt, þá lenda þeir einnig í nokkrum málum sem tengjast merki og dreifingu merkja:
Dempun: Þegar ljós fer um trefjarnar veikist það smám saman, fyrst og fremst vegna óhreininda og dreifingaráhrifa í trefjunum. Demping takmarkar flutningsfjarlægðina, þannig að í langri sendingum eru venjulega sjónmagnarar (svo sem erbium-dópaðir trefjar magnara) venjulega notaðir til að auka merkið.
Dreifing: Dreifing vísar til mismunandi hraða þar sem mismunandi bylgjulengdir ljóss ferðast um trefjarnar, sem veldur því að ljósmerki dreifist út við sendingu. Dreifing hefur áhrif á gæði merkja, sérstaklega í háhraða samskiptum, þannig að nauðsynleg dreifingaraðferðir eru nauðsynlegar til að taka á þessu máli.
Ljós trefjar takmarka ljósmerki innan kjarnans með heildar innri endurspeglun, sem gerir kleift að fá skilvirka, langferð gagnaflutnings. Hátt bandbreidd þeirra, lítil demping og mótspyrna gegn truflunum gera þá að grunnflutningsmiðlinum í nútíma samskiptanetum, mikið notað í háhraða interneti, samskiptum um langan vegi og samtengingu gagnavers.
