Jednovidové optické vlákno (anglickySingle-mode optical fiber, SMF, SM) je v informatice typ optického vlákna, který je používán pro přenos dat na větší vzdálenosti (mezi městy, státy, kontinenty). Obecně našla optická vlákna uplatnění v telekomunikacích a pro vysokorychlostní přenosy v Internetu. Na kratší vzdálenosti se používají levnější vícevidová nebo gradientní optická vlákna.
Obecně
Jednovidová vlákna vykazují nejlepší parametry optické přenosové cesty. Mají nejmenší průměr jádra, do 10 mikrometrů. Takto malé jádro má za následek velký úhel odrazu ve vlákně, to vede k menšímu prodloužení dráhy paprsku. Nemůže být použito u geometrických optik. Místo toho musí být analyzováno jako elektromagnetická struktura (podle rozhodnutí Maxwellovy rovnice = elektromagnetická vlnová rovnice). Elektromagnetické analýzy mohou být také vyžadovány k porozumění chování, například když se vyskytne tečka při koherentním světle šířeném v mnohovidovém vláknu. Jako optický vlnovod vlákno podporuje jeden nebo více omezených příčných vidů, které se šíří vláknem. Vlákno podporující pouze jeden vid je nazýváno single-mode (= jednovidový režim kmitů), vlákno podporující více vidů se nazývá multi-mode (vícevidový režim kmitů). Chování většího jádra vícevidového režimu může být také použito u vlnové rovnice, jež ukazuje, která vlákna podporují více než jeden typ šíření. Výsledek takového jednání vícevidového vlákna přibližně souhlasí s geometrickou optikou pouze v tom případě, že jádro vlákna je dostatečně velké, aby podpořilo patřičné množství vidů.
Analýza vlnovodů ukazuje, že světelná energie ve vlákně není úplně uzavřená v jádře. Místo toho, hlavně u jednovidového vlákna, je výrazný podíl energie i v obalu okolo jádra (je to například i u tlumených vln).
Nejběžnější typ jednovidových vláken má průměr jádra 8–10 mikrometrů a je navrhován hlavně pro užití v průmyslu, kde se používá infračervené světlo. Vidová struktura závisí na vlnové délce použitého světla. Pro srovnání – mnohovidové vlákno se vyrábí s průměrem jádra asi 50 mikrometrů až stovky mikrometrů. Normalizovaný kmitočet V pro toto vlákno by měl být menší než nula Bessels function=Jnula (přibližně 2,405).
Základními parametry SM vláken jsou: optický útlum, chromatické disperze, polarizační vidová disperze, průměr vidového pole a geometrické parametry (důležité pro spojování vláken).
Vidy
vidy optických vláken jsou velmi náchylné na ohyby
vidová disperze – různé vidy mají různé rychlosti šíření signálu vláknem
chromatická disperze – spektrální složky téhož vidu se šíří různou rychlostí
vidová disperze má větší hodnotu než disperze chromatická
Vlastnosti jednovidového vlákna
velký význam v páteřních sítích, kde jsou použita pro přenos signálu a pro nasazení systémů s vlnovým multiplexem DWDM
vykazují nejlepší parametry optické přenosové cesty
používají se především v telekomunikacích, kde díky svým vlastnostem odstraňují vidové disperze
vedou pouze jeden jediný paprsek
nejčastěji se řídí standardizovaným doporučením ITU-T G.652[1]
nevyskytuje se u nich vidová disperze, pouze chromatická a polarizační vidová disperze
v jednovidovém vlákně se mohou vyskytnout dvě různé polarizace vidu, a to vede na polarizační vidovou disperzi (PMD - Polarisation Mode Dispersion) – vyvolává mezisymbolovou interferenci a je těžce odstranitelná
lze dosáhnout nejvyšších přenosových rychlostí (v současnosti až 26 Tbit/s) na vzdálenosti do 50 km
šířka pásma: při l = 1300 nm je mnohem větší než 100 GHz.km
Další parametry
Samotné jednovidové vlákno je výrazně levnější než vlákno mnohovidové. Výhoda mnohovidových vláken je pouze ve snazším navázáním optického výkonu do vlákna.
