光ファイバーケーブルの動作原理は主に、光の内部全反射の原理を含む光ファイバーの伝送特性に基づいています。以下は、光ファイバーの動作の詳細な手順と原理です。
光ファイバーの構造: 光ファイバーはコアと外側のクラッドで構成されます。コアはクラッドよりも高い屈折率を持っています。
通常、コアは高{0}}屈折率-のガラスまたはプラスチックで作られ、クラッドは低{2}}屈折率-の材料で作られます。
光注入: 送信端のレーザーまたは LED が光信号を生成し、光ファイバーの一端に注入されます。
全内部反射: 光信号がコアからクラッドに伝わるとき、コアとクラッドの間の屈折率差により、光信号は全内部反射を受けます。これは、光信号が完全に反射されてコアに戻ることを意味します。
この反射により、光信号はクラッドの外側に漏れることなく、ファイバのコアに沿って継続的に前方に伝播することができます。
光の伝播: 光信号は、ファイバーの他端に到達するまで、継続的な全反射を介してコア内を前方に伝播します。
光信号の伝播経路は、ファイバーの敷設経路に応じて直線または曲線になります。
信号受信: 光信号が光ファイバーの他端に到達すると、受信機 (光検出器など) によって電気信号に変換されます。
これらの電気信号はさらに処理されて、元のデータまたは情報が復元されます。
マルチモード ファイバーとシングルモード ファイバー: マルチモード ファイバーを使用すると、複数のモードの光信号を同時に伝播できるため、短距離通信に適しています。-
シングルモード ファイバは単一モードの光信号のみを伝播できるため、モード分散が低減され信号伝送品質が向上するため、長距離通信に適しています。-
信号の減衰と増幅: 光信号は光ファイバー中を伝播するにつれて徐々に減衰するため、信号を増強するために光増幅器（エルビウム-ドープ ファイバー増幅器など）が定期的に必要になります。