जब इंजीनियर 1 मिमी प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) के लिए विनिर्देशों की समीक्षा करते हैं, तो एक मूल्य बार-बार दिखाई देता हैःसंख्यात्मक एपर्चर, या एनए, लगभग 0.5.
पहली नज़र में, एनए एक और डेटाशीट पैरामीटर की तरह लग सकता है जिसे क्षीणन, तरंग दैर्ध्य या कोर व्यास के साथ रिकॉर्ड किया जाना है।यह औद्योगिक पीओएफ लिंक की कई महत्वपूर्ण विशेषताओं को समझाने में मदद करता है: एलईडी प्रकाश को फाइबर में अपेक्षाकृत आसानी से क्यों जोड़ सकते हैं, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस अधिक यांत्रिक भिन्नता को क्यों सहन कर सकता है, कई प्रसार मोड का समर्थन क्यों किया जाता है,और क्यों आसान युग्मन स्वचालित रूप से अधिक संचरण दूरी का मतलब नहीं है.
इसलिए संख्यात्मक एपर्चर केवल एक ऑप्टिकल सूत्र नहीं है। यह एक इंजीनियरिंग पैरामीटर है जो फाइबर की भौतिक संरचना को स्रोत युग्मन, कनेक्टर संरेखण, मॉडल व्यवहार,झुकाना, और समग्र लिंक डिजाइन।
संख्यात्मक एपर्चर (NA) एक ऑप्टिकल फाइबर की कोणीय लॉन्च विंडो को मापता है। हवा से प्रवेश करने वाले प्रकाश के लिए,यह दर्शाता है कि एक आने वाली किरण फाइबर अक्ष से कितनी दूर विचलित हो सकती है जबकि अभी भी मार्गदर्शक स्थिति को संतुष्ट करती है0.5 का एनए लगभग 30° के अर्ध-कोण या लगभग 60° पूर्ण ग्रहण शंकु से मेल खाता है।
एक पारंपरिक चरण-सूचकांक फाइबर के लिए, संख्यात्मक एपर्चर को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता हैः
NA = n0 sin θa
कहाँn0आसपास के माध्यम का अपवर्तन सूचकांक है औरघस्वीकृति अर्ध-कोण है।
हवा से आने वाली रोशनी के लिए,n0लगभग 1 है, इसलिएः
NA ≈ sin θa
यदि एनए = 0.5:
θa ≈ sin−1(0.5) ≈ 30°
यह कोण संख्या की व्याख्या करने के लिए एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है। यह कहने के बजाय कि फाइबर में केवल 0 का एक √ NA है।5), इंजीनियर इसे फाइबर अक्ष के चारों ओर अपेक्षाकृत व्यापक कोण क्षेत्र पर निर्देशित प्रकाश को स्वीकार करने के रूप में सोच सकते हैं।
NA 0.5 और प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर स्वीकार कोन
स्वीकृति कोण एक त्रि-आयामी बनाता हैस्वीकृति शंकुफाइबर इनपुट पर।
एक छोटे एनए वाले फाइबर का एक संकीर्ण स्वीकृति शंकु होता है, इसलिए आने वाली ऑप्टिकल बीम को फाइबर अक्ष के साथ अधिक बारीकी से संरेखित रहना चाहिए।
अधिक एनए वाले फाइबर प्रक्षेपण कोणों की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रकाश को स्वीकार करते हैं।
यह विशेष रूप से व्यावहारिक औद्योगिक लिंक में महत्वपूर्ण है। एक व्यापक कोण स्वीकृति स्रोत और फाइबर के बीच अत्यधिक सटीक कोण स्थिति की आवश्यकता को कम करती है।
इसलिए NA को आंशिक रूप से एककोणीय संरेखण सहिष्णुता पैरामीटर.
ग्रहण कोण फाइबर की ऑप्टिकल संरचना से आता है।
चरण सूचकांक वाले फाइबर में, कोर के पास आसपास के आवरण की तुलना में उच्च अपवर्तन सूचकांक होता है। उचित परिस्थितियों में, यह अंतर प्रकाश को कोर के भीतर सीमित रहने की अनुमति देता है।
सरलीकृत चरण-सूचकांक संरचना के लिएः
NA ≈ √(ncore2 − ncladding2)
एक बड़ा अपवर्तक सूचकांक अंतर आम तौर पर एक बड़ा संख्यात्मक एपर्चर उत्पन्न करता है।
पारंपरिक औद्योगिक चरण-सूचकांक पीओएफ आम तौर पर कम सूचकांक वाले पॉलिमर आवरण के साथ पीएमएमए-आधारित कोर को जोड़ती है। यह अपेक्षाकृत मजबूत अपवर्तक सूचकांक विपरीत एनए को लगभग 0 बनाता है।कई 1 मिमी पीओएफ डिजाइनों के लिए व्यावहारिक.
कैसे कोर और क्लैडिंग अपवर्तक सूचकांक POF संख्यात्मक एपर्चर बनाते हैं
इसलिए यह मान किसी मनमाना डेटाशीट लक्ष्य के बजाय फाइबर के भौतिक निर्माण में निहित है।
0 संख्या के बारे में कुछ भी सार्वभौमिक नहीं है।5.
प्रत्येक प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर में एक ही एनए नहीं होता है, और 0.5 को सभी ऑप्टिकल सिस्टम के लिए आदर्श मान के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।
इसके बजाय, 0.5 के आसपास एक एनए पारंपरिक 1 मिमी चरण-सूचकांक पीओएफ की व्यापक इंजीनियरिंग वास्तुकला में फिट बैठता है।
ये लिंक आम तौर पर निम्नलिखित को जोड़ते हैंः
एक अपेक्षाकृत बड़ा फाइबर कोर;
अत्यधिक बहु-प्रणाली प्रसार;
दृश्य प्रकाश स्रोत जैसे कि एलईडी;
यांत्रिक रूप से सरल कनेक्टर प्रणाली;
लघु दूरी के औद्योगिक संचार।
इस संयोजन के साथ एक व्यापक स्वीकार्य शंकु अच्छी तरह से काम करता है।
ट्रांसमीटर को बहुत संकीर्ण कोणीय सीमा में प्रकाश इंजेक्ट करने की आवश्यकता नहीं है,और ऑप्टिकल इंटरफेस बहुत छोटे कोर या संकीर्ण कोणीय स्वीकृति के आसपास डिज़ाइन किए गए सिस्टम की तुलना में अधिक भिन्नता को सहन कर सकता है.
इसलिए सामान्य एन.ए. मूल्य को सबसे अच्छा समझना हैअभियांत्रिकी व्यापार-बंद.
यह सरल युग्मन और स्थापना का समर्थन करता है, लेकिन यह अत्यधिक मल्टीमोड व्यवहार में भी योगदान देता है जिसे बैंडविड्थ और दूरी अधिक मांग वाले होने पर विचार किया जाना चाहिए।
प्रकाश स्रोत और फाइबर के बीच संबंध सबसे व्यावहारिक कारणों में से एक है कि संख्यात्मक एपर्चर मायने रखता है।
एलईडी आमतौर पर एक संकीर्ण, अत्यधिक कोलिमेटेड बीम का उत्पादन करने के बजाय अपेक्षाकृत व्यापक कोणों पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
यदि फाइबर केवल एक संकीर्ण कोणीय सीमा को स्वीकार करता है, तो उस उत्सर्जन का एक छोटा हिस्सा उपयोगी निर्देशित प्रकाश के रूप में प्रवेश कर सकता है।
एक उच्च एनए फाइबर एक व्यापक कोणीय प्रक्षेपण खिड़की प्रदान करता है।
उच्च एनए एलईडी-पीओएफ युग्मन को आसान क्यों बनाता है
A study published in theसेंसर और सेंसर सिस्टम की पत्रिकाविश्लेषणित एलईडी युग्मन मानक 1 मिमी पीओएफ में 0 के एनए के साथ।5इसने दिखाया कि कैसे फाइबर का स्वीकार कोण एलईडी के कोणीय उत्सर्जन के उस हिस्से को सीमित करता है जिसे निर्देशित प्रकाश में जोड़ा जा सकता है।
एक ही एलईडी को दो फाइबरों के सामने रखा गया है जिनकी संख्यात्मक एपर्चर अलग-अलग है।
निचला एनए फाइबर केवल अपेक्षाकृत संकीर्ण शंकु के भीतर किरणों को स्वीकार करता है।
उच्च एनए फाइबर किरणों की दिशाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को स्वीकार करता है।
इसलिए एलईडी का अधिक कोणीय आउटपुट उच्च एनए फाइबर के प्रयोग योग्य प्रक्षेपण क्षेत्र के भीतर आ सकता है।
लघु औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक्स के लिए यह उपयोगी है क्योंकि फाइबर में प्रकाश को लॉन्च करने से पहले ट्रांसमीटर को एक तंग नियंत्रित ऑप्टिकल बीम उत्पन्न करने की आवश्यकता नहीं होती है।
उच्च एनए उच्च युग्मन दक्षता की गारंटी नहीं देता है।
वास्तविक प्रक्षेपित ऑप्टिकल शक्ति भी कई अन्य चर पर निर्भर करती है, जिनमें शामिल हैंः
उत्सर्जक का आकार;
एलईडी विकिरण पैटर्न;
फाइबर कोर का व्यास;
स्रोत से फाइबर के बीच की दूरी;
साइड ऑफसेट;
कोणीय विस्थापन;
फाइबर अंत तैयारी;
इंटरफेस प्रतिबिंब;
किसी भी लेंस या ऑप्टिकल संरचनाओं को ट्रांसमीटर में इस्तेमाल किया।
एक ही NA 0.5 POF से जुड़े दो ट्रांसमीटर इसलिए ऑप्टिकल पावर की अलग-अलग मात्रा को लॉन्च कर सकते हैं।
NA अनुमत कोण सीमा को परिभाषित करता है. यह पूर्ण युग्मन परिणाम निर्धारित नहीं करता है.
पीओएफ को अक्सर यांत्रिक रूप से क्षमाशील माना जाता है, लेकिन संख्यात्मक एपर्चर केवल कारण का एक हिस्सा है।
दो अलग-अलग प्रकार की संरेखण त्रुटि को अलग किया जाना चाहिए:पार्श्व विसंगतिऔरकोणीय विसंगति.
पार्श्व असंगति तब होती है जब दो ऑप्टिकल तत्व एक दूसरे के सापेक्ष पक्षों में शिफ्ट हो जाते हैं।
1 मिमी वर्ग का पीओएफ कोर अपेक्षाकृत बड़ा भौतिक लक्ष्य प्रदान करता है।
एक मामूली पार्श्व विस्थापन अभी भी प्रेषक क्षेत्र और प्राप्त करने वाले कोर के बीच पर्याप्त ओवरलैप छोड़ सकता है।
यह मुख्य रूप से एककोर-आकार प्रभाव.
बड़े कोर से स्रोत की स्थिति, फाइबर के दो छोरों को संरेखित करने या एक साधारण औद्योगिक कनेक्टर के डिजाइन में यांत्रिक परिशुद्धता कम हो जाती है।
कोणीय विसंगति अलग है।
स्रोत और फाइबर को सही ढंग से केन्द्रित किया जा सकता है जबकि उनकी ऑप्टिकल धुरी एक दूसरे के सापेक्ष थोड़ा झुका हुआ है।
यहाँ, संख्यात्मक एपर्चर अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
उच्च एनए पीओएफ अपेक्षाकृत व्यापक कोणीय शंकु पर प्रकाश को स्वीकार करता है, इसलिए कुछ कोणीय विचलन अभी भी स्वीकार्य प्रक्षेपण सीमा के भीतर आने वाली रोशनी को छोड़ सकता है।
इसलिए पारंपरिक 1 मिमी पीओएफ की व्यावहारिक स्थापना सहिष्णुता दो विशेषताओं से आती है जो एक साथ काम करते हैंः
बड़ा कोर व्यास स्थानिक सहिष्णुता प्रदान करता है।
उच्च संख्यात्मक एपर्चर कोण सहिष्णुता प्रदान करता है।
बड़े कोर बनाम उच्च एनएः पार्श्व और कोणीय संरेखण सहिष्णुता
यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि सभी कनेक्टर सहिष्णुता को एनए को सौंपना वास्तविक ऑप्टिकल इंटरफ़ेस को अति सरल बनाता है।
नहीं.
वही गुण जो उच्च एनए पीओएफ को प्रकाश देने में आसान बनाता है, यह भी प्रभावित करता है कि फाइबर में प्रवेश करने के बाद प्रकाश कैसे फैलता है।
एक बड़े-कोर चरण-सूचकांक पीओएफ अत्यधिक मल्टीमोड है। प्रकाश एक समान पथ का पालन करने के बजाय कई अलग-अलग मोडल स्थितियों में इसके माध्यम से फैल सकता है।
एक बड़ा एनए आंतरिक प्रसार कोणों की एक व्यापक रेंज पर निर्देशित प्रकाश की अनुमति देता है।
कुछ ऑप्टिकल शक्ति फाइबर अक्ष के अपेक्षाकृत निकट जाती है।
अन्य प्रकाश अधिक तिरछा पथों का अनुसरण करता है और कोर-क्लेडिंग सीमा के साथ अधिक बार बातचीत करता है।
मोडल के संदर्भ में, फाइबर प्रसार मोड की एक बड़ी आबादी का समर्थन और उत्तेजित कर सकता है।
यह ऑप्टिकल प्रक्षेपण को अपेक्षाकृत क्षमाशील बनाता है क्योंकि ट्रांसमीटर को एक संकीर्ण रूप से नियंत्रित मोड को उत्तेजित करने की आवश्यकता नहीं है।
हालांकि, समान मोडल विविधता सिग्नल टाइमिंग को प्रभावित करती है।
विभिन्न मोड विभिन्न पारगमन समय के साथ फाइबर के माध्यम से फैल सकते हैं।
जब एक छोटी ऑप्टिकल पल्स कई मोड को उत्तेजित करती है, तो वे मोड एक साथ रिसीवर तक नहीं पहुंच सकते हैं। इसलिए प्राप्त पल्स प्रेषित पल्स से व्यापक हो जाता है।
उच्च एनए का व्यापार-बंदः अधिक स्वीकृत मोड और अधिक मॉडल फैलाव
इस प्रभाव को कहा जाता हैमोडल विखण्डन.
में समीक्षासेंसरप्रसार पक्ष से एक ही इंजीनियरिंग व्यापार की पहचान करता है। एक व्यापक स्वीकृति रेंज ऑप्टिकल लॉन्च को कम प्रतिबंधात्मक बनाती है,लेकिन यह एक व्यापक मोडल आबादी को ट्रांसमिशन में भाग लेने की अनुमति देता हैपरिणामी अंतरों के कारण परिवहन समय में अंतर होने से दूरी पर उपलब्ध बैंडविड्थ सीमित हो सकती है।
इस कारण से एक बड़ा एनए स्वचालित रूप से बेहतर ऑप्टिकल प्रदर्शन के रूप में व्याख्या नहीं की जानी चाहिए।
उच्च एनए बहु-प्रणाली फैलाव के महत्व को बढ़ाते हुए युग्मन सुविधा और कोणीय सहिष्णुता में सुधार कर सकता है।
सही एनए पूरी प्रणाली की प्राथमिकताओं पर निर्भर करता है।
एक और आम गलती संख्यात्मक एपर्चर को संचरण दूरी के प्रत्यक्ष संकेतक के रूप में लेना है।
एक साधारण धारणा यह हो सकती हैः
उच्च एनए → अधिक जुड़ा हुआ प्रकाश → लंबा लिंक
पहला संबंध उपयुक्त प्रक्षेपण परिस्थितियों में उपयोगी हो सकता है।
दूसरा स्वचालित रूप से नहीं आता।
एक अपेक्षाकृत उच्च एनए मजबूत ऑप्टिकल कैप्चर में योगदान कर सकता है और कुछ मैक्रोबेंडिंग स्थितियों के प्रति संवेदनशीलता को कम कर सकता है।
हालांकि, झुकने का प्रदर्शन केवल एनए द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है।
फाइबर निर्माण, मोड वितरण, केबल संरचना, मोड़ त्रिज्या, स्थापना ज्यामिति, और मोड़ की गंभीरता सभी मायने रखती है।
फाइबर को मोड़ने पर विभिन्न मोड भी अलग-अलग प्रतिक्रिया दे सकते हैं।
इसलिए व्यावहारिक स्थापना के लिए, एनए को कभी भी निर्दिष्ट न्यूनतम झुकने की त्रिज्या या केबल के वास्तविक झुकने-हानि प्रदर्शन की जगह नहीं लेनी चाहिए।
संचार दूरी सबसे पहले इस बात पर निर्भर करती है कि क्या पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति रिसीवर तक पहुंचती है।
एक व्यावहारिक औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक में निम्नलिखित शामिल होना चाहिए:
ट्रांसमीटर आउटपुट;
स्रोत-फाइबर युग्मन;
कनेक्टर हानि;
फाइबर कमजोरी;
मोड़ से संबंधित हानि;
अन्य स्थापना हानि;
रिसीवर संवेदनशीलता.
एक बड़ा एनए ऑप्टिकल लॉन्च को आसान बनाकर उस श्रृंखला की शुरुआत में सुधार कर सकता है।
लेकिन प्रसारण दूरी बढ़ने पर ऑप्टिकल शक्ति में कमी आती रहती है।
एक फाइबर केवल इसलिए लंबी दूरी की संचरण माध्यम नहीं बनता क्योंकि यह प्रकाश को कुशलतापूर्वक स्वीकार करता है।
प्राप्त ऑप्टिकल शक्ति केवल एक सीमा है।
सिग्नल अखंडता एक और है।
यहां तक कि जब पर्याप्त शक्ति रिसीवर तक पहुंच जाती है, तो मॉडल फैलाव ऑप्टिकल पल्स को बढ़ा सकता है।
उच्च डेटा दर या लंबी दूरी पर, यह विस्तार आसन्न बिट्स को अलग करना अधिक कठिन बना सकता है।
इसलिए अधिकतम प्रयोग योग्य संचार दूरी दोनों पर निर्भर करती हैऑप्टिकल पावर बजटऔरबैंडविड्थ-दूरी व्यवहारलिंक का।
| इंजीनियरिंग पहलू | बड़े एनए का प्रभाव | व्यावहारिक लाभ | संभावित व्यापार-बंद |
|---|---|---|---|
| स्वीकृति कोण | चौड़ी कोण सीमा | आसान ऑप्टिकल प्रक्षेपण | अधिक प्रसार कोण स्वीकार किए जा सकते हैं |
| एलईडी युग्मन | अधिक कोण सहिष्णुता | व्यापक एलईडी उत्सर्जन का बेहतर उपयोग | वास्तविक युग्मन स्रोत ज्यामिति पर निर्भर करता है |
| कनेक्टर संरेखण | कोण त्रुटि के लिए अधिक सहिष्णु | कम मांग वाला यांत्रिक संरेखण | पार्श्व सहिष्णुता अभी भी कोर के आकार पर दृढ़ता से निर्भर करती है |
| निर्देशित मोड जनसंख्या | अधिक मोड उत्साहित किया जा सकता है | लचीला मल्टीमोड लॉन्च | अधिक मोडल फैलाव |
| झुकने का व्यवहार | कुछ परिस्थितियों में ऑप्टिकल कैप्चर में सुधार कर सकता है | उपयोगी स्थापना सहिष्णुता | मोड़ हानि डिजाइन और मोड-निर्भर बनी हुई है |
| संचार दूरी | प्रक्षेपण स्थितियों में सुधार कर सकता है | ऑप्टिकल पावर बजट में मदद कर सकता है | सीधे अधिकतम लिंक लंबाई निर्धारित नहीं करता है |
इन प्रभावों को अलग करने का एक उपयोगी तरीका दो अलग-अलग प्रश्न पूछना है:
क्या पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति रिसीवर तक पहुंचती है?
क्या ऑप्टिकल सिग्नल पर्याप्त रूप से बरकरार रहता है जब यह आता है?
एनए प्रणाली के दोनों भागों को प्रभावित करता है, लेकिन यह किसी एक को स्वतंत्र रूप से निर्धारित नहीं करता है।
पूर्ण औद्योगिक पीओएफ लिंक में संख्यात्मक एपर्चर
जब एक इंजीनियर देखता हैएनए = 05एक पीओएफ विनिर्देश में, उपयोगी व्याख्या केवल यह नहीं है कि इस फाइबर का एक बड़ा संख्यात्मक एपर्चर है।
इसका अर्थ है कि फाइबर में अपेक्षाकृत चौड़ी कोणीय प्रक्षेपण खिड़की है और इसे बहु-प्रक्रिया प्रसार का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
लेकिन एनए को हमेशा अन्य लिंक मापदंडों के साथ-साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
कोर व्यास स्थानिक संरेखण सहिष्णुता को प्रभावित करता है।
प्रेषक निर्धारित करता है कि वास्तव में कितनी ऑप्टिकल शक्ति प्रक्षेपित की जाती है।
फाइबर क्षीणन यह निर्धारित करता है कि एक दी गई संचरण दूरी के बाद कितनी शक्ति बची है।
कनेक्टर की गुणवत्ता और झुकने से अतिरिक्त नुकसान होता है।
रिसीवर संवेदनशीलता यह निर्धारित करती है कि कितनी प्राप्त ऑप्टिकल शक्ति की आवश्यकता होती है।
डेटा दर और मॉडल फैलाव प्रभाव डालते हैं कि संकेत कितनी दूर तक जा सकता है इससे पहले कि पल्स का विस्तार सीमित हो जाए।
इसलिए एक ही नाममात्र एनए वाले फाइबरों का उपयोग करने वाली दो ऑप्टिकल प्रणाली बहुत अलग व्यवहार कर सकती हैं।
एनए ऑप्टिकल इंटरफेस के एक महत्वपूर्ण भाग का वर्णन करता है, पूर्ण संचार लिंक का नहीं।
0.5 के आसपास के एनए का महत्व तब स्पष्ट हो जाता है जब इसे पारंपरिक औद्योगिक पीओएफ के संपूर्ण वास्तुकला के हिस्से के रूप में देखा जाता है।
एक बड़ा कोर एक उदार भौतिक युग्मन क्षेत्र प्रदान करता है।
एक अपेक्षाकृत उच्च एनए एक चौड़ा कोणीय स्वीकृति शंकु प्रदान करता है।
इन विशेषताओं के साथ मिलकर, कनेक्टर और स्थापना में उपयोगी यांत्रिक सहिष्णुता बनाए रखते हुए फाइबर में व्यापक उत्सर्जन एलईडी स्रोतों को जोड़ना व्यावहारिक बनाता है।
एक ही डिजाइन कई प्रसार मोड का भी समर्थन करता है।
यह ऑप्टिकल लॉन्च को आसान बनाता है, लेकिन यह ट्रांसमिशन दूरी या डेटा दर में वृद्धि के रूप में मॉडल-विसारण विचार पेश करता है।
यह संख्या के पीछे का इंजीनियरिंग अर्थ है।
NA ≈ 0.5 उपयोगी है क्योंकि 0.5 आंतरिक रूप से ऑप्टिकल फाइबर के लिए आदर्श मूल्य नहीं है, लेकिन क्योंकि व्यापक कोणीय स्वीकृति यह बड़े कोर, एलईडी संचालित,पारंपरिक लघु दूरी के औद्योगिक पीओएफ की यांत्रिक रूप से सहिष्णु वास्तुकला.
एक बार जब संख्यात्मक एपर्चर को इस तरह से समझा जाता है, तो यह एक डेटाशीट से कॉपी किए गए मान को बंद कर देता है और एक पैरामीटर बन जाता है जो यह समझाने में मदद करता है कि पूरा ऑप्टिकल लिंक कैसे व्यवहार करता है।
हवा से प्रवेश करने वाले प्रकाश के लिए, 0.5 का एनए लगभग 30° के अर्ध-स्वीकृति कोण या लगभग 60° के पूर्ण-स्वीकृति शंकु के अनुरूप है।फाइबर अपनी धुरी के चारों ओर अपेक्षाकृत व्यापक कोणों पर निर्देशित प्रकाश को स्वीकार कर सकता है.
पारंपरिक 1 मिमी चरण-सूचकांक POF अपने कोर और आवरण के बीच एक अपेक्षाकृत बड़ी अपवर्तन सूचकांक अंतर का उपयोग करता है, जो एक उच्च NA का उत्पादन करता है। इसकी छोटी दूरी,बड़े-कोर वास्तुकला को भी आसान ऑप्टिकल युग्मन और आराम से कोणीय संरेखण से लाभ होता हैविशिष्ट ग्लास फाइबरों में बहुत भिन्न NA मूल्य हो सकते हैं, इसलिए परिभाषित फाइबर प्रकारों के बीच हमेशा तुलना की जानी चाहिए।
आम तौर पर, हाँ. एक बड़ा एनए एक व्यापक स्वीकृति शंकु बनाता है, जिससे एक व्यापक एलईडी उत्सर्जन पैटर्न का अधिक से अधिक फाइबर के प्रयोग योग्य कोणीय प्रक्षेपण सीमा के भीतर गिरने की अनुमति मिलती है.वास्तविक युग्मन दक्षता अभी भी स्रोत ज्यामिति पर निर्भर करती है, कोर व्यास, दूरी, संरेखण, अंत-तले की गुणवत्ता, और ऑप्टिकल इंटरफेस।
उच्च एनए मुख्य रूप सेकोणीय विसंगति1 मिमी पीओएफ के बड़े कोर में बहुत अधिक सहिष्णुता प्रदान की जाती है।पार्श्व विसंगतिपारंपरिक पीओएफ कनेक्ट करना अपेक्षाकृत आसान है क्योंकि ये दोनों विशेषताएं एक साथ काम करती हैं।
सीधे नहीं. एक उच्च एनए प्रक्षेपण दक्षता में सुधार कर सकते हैं और इसलिए ऑप्टिकल बिजली बजट में मदद लेकिन अधिकतम लिंक दूरी भी कमजोरी, कनेक्टर हानि, झुकने, ट्रांसमीटर शक्ति पर निर्भर करता है,रिसीवर संवेदनशीलता, डेटा दर, और मोडल फैलाव।
एक बड़ा एनए फैलाव कोणों की एक व्यापक रेंज की अनुमति देता है और एक मल्टीमोड चरण-सूचकांक फाइबर में अधिक मोड उत्तेजित कर सकते हैं। क्योंकि विभिन्न मोड में विभिन्न पारगमन समय हो सकते हैं,प्राप्त ऑप्टिकल पल्स व्यापक हो सकता हैयह मोडल फैलाव उपयोग करने योग्य बैंडविड्थ को सीमित कर सकता है क्योंकि संचरण दूरी या डेटा दर में वृद्धि होती है।
जब इंजीनियर 1 मिमी प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) के लिए विनिर्देशों की समीक्षा करते हैं, तो एक मूल्य बार-बार दिखाई देता हैःसंख्यात्मक एपर्चर, या एनए, लगभग 0.5.
पहली नज़र में, एनए एक और डेटाशीट पैरामीटर की तरह लग सकता है जिसे क्षीणन, तरंग दैर्ध्य या कोर व्यास के साथ रिकॉर्ड किया जाना है।यह औद्योगिक पीओएफ लिंक की कई महत्वपूर्ण विशेषताओं को समझाने में मदद करता है: एलईडी प्रकाश को फाइबर में अपेक्षाकृत आसानी से क्यों जोड़ सकते हैं, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस अधिक यांत्रिक भिन्नता को क्यों सहन कर सकता है, कई प्रसार मोड का समर्थन क्यों किया जाता है,और क्यों आसान युग्मन स्वचालित रूप से अधिक संचरण दूरी का मतलब नहीं है.
इसलिए संख्यात्मक एपर्चर केवल एक ऑप्टिकल सूत्र नहीं है। यह एक इंजीनियरिंग पैरामीटर है जो फाइबर की भौतिक संरचना को स्रोत युग्मन, कनेक्टर संरेखण, मॉडल व्यवहार,झुकाना, और समग्र लिंक डिजाइन।
संख्यात्मक एपर्चर (NA) एक ऑप्टिकल फाइबर की कोणीय लॉन्च विंडो को मापता है। हवा से प्रवेश करने वाले प्रकाश के लिए,यह दर्शाता है कि एक आने वाली किरण फाइबर अक्ष से कितनी दूर विचलित हो सकती है जबकि अभी भी मार्गदर्शक स्थिति को संतुष्ट करती है0.5 का एनए लगभग 30° के अर्ध-कोण या लगभग 60° पूर्ण ग्रहण शंकु से मेल खाता है।
एक पारंपरिक चरण-सूचकांक फाइबर के लिए, संख्यात्मक एपर्चर को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता हैः
NA = n0 sin θa
कहाँn0आसपास के माध्यम का अपवर्तन सूचकांक है औरघस्वीकृति अर्ध-कोण है।
हवा से आने वाली रोशनी के लिए,n0लगभग 1 है, इसलिएः
NA ≈ sin θa
यदि एनए = 0.5:
θa ≈ sin−1(0.5) ≈ 30°
यह कोण संख्या की व्याख्या करने के लिए एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है। यह कहने के बजाय कि फाइबर में केवल 0 का एक √ NA है।5), इंजीनियर इसे फाइबर अक्ष के चारों ओर अपेक्षाकृत व्यापक कोण क्षेत्र पर निर्देशित प्रकाश को स्वीकार करने के रूप में सोच सकते हैं।
NA 0.5 और प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर स्वीकार कोन
स्वीकृति कोण एक त्रि-आयामी बनाता हैस्वीकृति शंकुफाइबर इनपुट पर।
एक छोटे एनए वाले फाइबर का एक संकीर्ण स्वीकृति शंकु होता है, इसलिए आने वाली ऑप्टिकल बीम को फाइबर अक्ष के साथ अधिक बारीकी से संरेखित रहना चाहिए।
अधिक एनए वाले फाइबर प्रक्षेपण कोणों की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रकाश को स्वीकार करते हैं।
यह विशेष रूप से व्यावहारिक औद्योगिक लिंक में महत्वपूर्ण है। एक व्यापक कोण स्वीकृति स्रोत और फाइबर के बीच अत्यधिक सटीक कोण स्थिति की आवश्यकता को कम करती है।
इसलिए NA को आंशिक रूप से एककोणीय संरेखण सहिष्णुता पैरामीटर.
ग्रहण कोण फाइबर की ऑप्टिकल संरचना से आता है।
चरण सूचकांक वाले फाइबर में, कोर के पास आसपास के आवरण की तुलना में उच्च अपवर्तन सूचकांक होता है। उचित परिस्थितियों में, यह अंतर प्रकाश को कोर के भीतर सीमित रहने की अनुमति देता है।
सरलीकृत चरण-सूचकांक संरचना के लिएः
NA ≈ √(ncore2 − ncladding2)
एक बड़ा अपवर्तक सूचकांक अंतर आम तौर पर एक बड़ा संख्यात्मक एपर्चर उत्पन्न करता है।
पारंपरिक औद्योगिक चरण-सूचकांक पीओएफ आम तौर पर कम सूचकांक वाले पॉलिमर आवरण के साथ पीएमएमए-आधारित कोर को जोड़ती है। यह अपेक्षाकृत मजबूत अपवर्तक सूचकांक विपरीत एनए को लगभग 0 बनाता है।कई 1 मिमी पीओएफ डिजाइनों के लिए व्यावहारिक.
कैसे कोर और क्लैडिंग अपवर्तक सूचकांक POF संख्यात्मक एपर्चर बनाते हैं
इसलिए यह मान किसी मनमाना डेटाशीट लक्ष्य के बजाय फाइबर के भौतिक निर्माण में निहित है।
0 संख्या के बारे में कुछ भी सार्वभौमिक नहीं है।5.
प्रत्येक प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर में एक ही एनए नहीं होता है, और 0.5 को सभी ऑप्टिकल सिस्टम के लिए आदर्श मान के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।
इसके बजाय, 0.5 के आसपास एक एनए पारंपरिक 1 मिमी चरण-सूचकांक पीओएफ की व्यापक इंजीनियरिंग वास्तुकला में फिट बैठता है।
ये लिंक आम तौर पर निम्नलिखित को जोड़ते हैंः
एक अपेक्षाकृत बड़ा फाइबर कोर;
अत्यधिक बहु-प्रणाली प्रसार;
दृश्य प्रकाश स्रोत जैसे कि एलईडी;
यांत्रिक रूप से सरल कनेक्टर प्रणाली;
लघु दूरी के औद्योगिक संचार।
इस संयोजन के साथ एक व्यापक स्वीकार्य शंकु अच्छी तरह से काम करता है।
ट्रांसमीटर को बहुत संकीर्ण कोणीय सीमा में प्रकाश इंजेक्ट करने की आवश्यकता नहीं है,और ऑप्टिकल इंटरफेस बहुत छोटे कोर या संकीर्ण कोणीय स्वीकृति के आसपास डिज़ाइन किए गए सिस्टम की तुलना में अधिक भिन्नता को सहन कर सकता है.
इसलिए सामान्य एन.ए. मूल्य को सबसे अच्छा समझना हैअभियांत्रिकी व्यापार-बंद.
यह सरल युग्मन और स्थापना का समर्थन करता है, लेकिन यह अत्यधिक मल्टीमोड व्यवहार में भी योगदान देता है जिसे बैंडविड्थ और दूरी अधिक मांग वाले होने पर विचार किया जाना चाहिए।
प्रकाश स्रोत और फाइबर के बीच संबंध सबसे व्यावहारिक कारणों में से एक है कि संख्यात्मक एपर्चर मायने रखता है।
एलईडी आमतौर पर एक संकीर्ण, अत्यधिक कोलिमेटेड बीम का उत्पादन करने के बजाय अपेक्षाकृत व्यापक कोणों पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
यदि फाइबर केवल एक संकीर्ण कोणीय सीमा को स्वीकार करता है, तो उस उत्सर्जन का एक छोटा हिस्सा उपयोगी निर्देशित प्रकाश के रूप में प्रवेश कर सकता है।
एक उच्च एनए फाइबर एक व्यापक कोणीय प्रक्षेपण खिड़की प्रदान करता है।
उच्च एनए एलईडी-पीओएफ युग्मन को आसान क्यों बनाता है
A study published in theसेंसर और सेंसर सिस्टम की पत्रिकाविश्लेषणित एलईडी युग्मन मानक 1 मिमी पीओएफ में 0 के एनए के साथ।5इसने दिखाया कि कैसे फाइबर का स्वीकार कोण एलईडी के कोणीय उत्सर्जन के उस हिस्से को सीमित करता है जिसे निर्देशित प्रकाश में जोड़ा जा सकता है।
एक ही एलईडी को दो फाइबरों के सामने रखा गया है जिनकी संख्यात्मक एपर्चर अलग-अलग है।
निचला एनए फाइबर केवल अपेक्षाकृत संकीर्ण शंकु के भीतर किरणों को स्वीकार करता है।
उच्च एनए फाइबर किरणों की दिशाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को स्वीकार करता है।
इसलिए एलईडी का अधिक कोणीय आउटपुट उच्च एनए फाइबर के प्रयोग योग्य प्रक्षेपण क्षेत्र के भीतर आ सकता है।
लघु औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक्स के लिए यह उपयोगी है क्योंकि फाइबर में प्रकाश को लॉन्च करने से पहले ट्रांसमीटर को एक तंग नियंत्रित ऑप्टिकल बीम उत्पन्न करने की आवश्यकता नहीं होती है।
उच्च एनए उच्च युग्मन दक्षता की गारंटी नहीं देता है।
वास्तविक प्रक्षेपित ऑप्टिकल शक्ति भी कई अन्य चर पर निर्भर करती है, जिनमें शामिल हैंः
उत्सर्जक का आकार;
एलईडी विकिरण पैटर्न;
फाइबर कोर का व्यास;
स्रोत से फाइबर के बीच की दूरी;
साइड ऑफसेट;
कोणीय विस्थापन;
फाइबर अंत तैयारी;
इंटरफेस प्रतिबिंब;
किसी भी लेंस या ऑप्टिकल संरचनाओं को ट्रांसमीटर में इस्तेमाल किया।
एक ही NA 0.5 POF से जुड़े दो ट्रांसमीटर इसलिए ऑप्टिकल पावर की अलग-अलग मात्रा को लॉन्च कर सकते हैं।
NA अनुमत कोण सीमा को परिभाषित करता है. यह पूर्ण युग्मन परिणाम निर्धारित नहीं करता है.
पीओएफ को अक्सर यांत्रिक रूप से क्षमाशील माना जाता है, लेकिन संख्यात्मक एपर्चर केवल कारण का एक हिस्सा है।
दो अलग-अलग प्रकार की संरेखण त्रुटि को अलग किया जाना चाहिए:पार्श्व विसंगतिऔरकोणीय विसंगति.
पार्श्व असंगति तब होती है जब दो ऑप्टिकल तत्व एक दूसरे के सापेक्ष पक्षों में शिफ्ट हो जाते हैं।
1 मिमी वर्ग का पीओएफ कोर अपेक्षाकृत बड़ा भौतिक लक्ष्य प्रदान करता है।
एक मामूली पार्श्व विस्थापन अभी भी प्रेषक क्षेत्र और प्राप्त करने वाले कोर के बीच पर्याप्त ओवरलैप छोड़ सकता है।
यह मुख्य रूप से एककोर-आकार प्रभाव.
बड़े कोर से स्रोत की स्थिति, फाइबर के दो छोरों को संरेखित करने या एक साधारण औद्योगिक कनेक्टर के डिजाइन में यांत्रिक परिशुद्धता कम हो जाती है।
कोणीय विसंगति अलग है।
स्रोत और फाइबर को सही ढंग से केन्द्रित किया जा सकता है जबकि उनकी ऑप्टिकल धुरी एक दूसरे के सापेक्ष थोड़ा झुका हुआ है।
यहाँ, संख्यात्मक एपर्चर अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
उच्च एनए पीओएफ अपेक्षाकृत व्यापक कोणीय शंकु पर प्रकाश को स्वीकार करता है, इसलिए कुछ कोणीय विचलन अभी भी स्वीकार्य प्रक्षेपण सीमा के भीतर आने वाली रोशनी को छोड़ सकता है।
इसलिए पारंपरिक 1 मिमी पीओएफ की व्यावहारिक स्थापना सहिष्णुता दो विशेषताओं से आती है जो एक साथ काम करते हैंः
बड़ा कोर व्यास स्थानिक सहिष्णुता प्रदान करता है।
उच्च संख्यात्मक एपर्चर कोण सहिष्णुता प्रदान करता है।
बड़े कोर बनाम उच्च एनएः पार्श्व और कोणीय संरेखण सहिष्णुता
यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि सभी कनेक्टर सहिष्णुता को एनए को सौंपना वास्तविक ऑप्टिकल इंटरफ़ेस को अति सरल बनाता है।
नहीं.
वही गुण जो उच्च एनए पीओएफ को प्रकाश देने में आसान बनाता है, यह भी प्रभावित करता है कि फाइबर में प्रवेश करने के बाद प्रकाश कैसे फैलता है।
एक बड़े-कोर चरण-सूचकांक पीओएफ अत्यधिक मल्टीमोड है। प्रकाश एक समान पथ का पालन करने के बजाय कई अलग-अलग मोडल स्थितियों में इसके माध्यम से फैल सकता है।
एक बड़ा एनए आंतरिक प्रसार कोणों की एक व्यापक रेंज पर निर्देशित प्रकाश की अनुमति देता है।
कुछ ऑप्टिकल शक्ति फाइबर अक्ष के अपेक्षाकृत निकट जाती है।
अन्य प्रकाश अधिक तिरछा पथों का अनुसरण करता है और कोर-क्लेडिंग सीमा के साथ अधिक बार बातचीत करता है।
मोडल के संदर्भ में, फाइबर प्रसार मोड की एक बड़ी आबादी का समर्थन और उत्तेजित कर सकता है।
यह ऑप्टिकल प्रक्षेपण को अपेक्षाकृत क्षमाशील बनाता है क्योंकि ट्रांसमीटर को एक संकीर्ण रूप से नियंत्रित मोड को उत्तेजित करने की आवश्यकता नहीं है।
हालांकि, समान मोडल विविधता सिग्नल टाइमिंग को प्रभावित करती है।
विभिन्न मोड विभिन्न पारगमन समय के साथ फाइबर के माध्यम से फैल सकते हैं।
जब एक छोटी ऑप्टिकल पल्स कई मोड को उत्तेजित करती है, तो वे मोड एक साथ रिसीवर तक नहीं पहुंच सकते हैं। इसलिए प्राप्त पल्स प्रेषित पल्स से व्यापक हो जाता है।
उच्च एनए का व्यापार-बंदः अधिक स्वीकृत मोड और अधिक मॉडल फैलाव
इस प्रभाव को कहा जाता हैमोडल विखण्डन.
में समीक्षासेंसरप्रसार पक्ष से एक ही इंजीनियरिंग व्यापार की पहचान करता है। एक व्यापक स्वीकृति रेंज ऑप्टिकल लॉन्च को कम प्रतिबंधात्मक बनाती है,लेकिन यह एक व्यापक मोडल आबादी को ट्रांसमिशन में भाग लेने की अनुमति देता हैपरिणामी अंतरों के कारण परिवहन समय में अंतर होने से दूरी पर उपलब्ध बैंडविड्थ सीमित हो सकती है।
इस कारण से एक बड़ा एनए स्वचालित रूप से बेहतर ऑप्टिकल प्रदर्शन के रूप में व्याख्या नहीं की जानी चाहिए।
उच्च एनए बहु-प्रणाली फैलाव के महत्व को बढ़ाते हुए युग्मन सुविधा और कोणीय सहिष्णुता में सुधार कर सकता है।
सही एनए पूरी प्रणाली की प्राथमिकताओं पर निर्भर करता है।
एक और आम गलती संख्यात्मक एपर्चर को संचरण दूरी के प्रत्यक्ष संकेतक के रूप में लेना है।
एक साधारण धारणा यह हो सकती हैः
उच्च एनए → अधिक जुड़ा हुआ प्रकाश → लंबा लिंक
पहला संबंध उपयुक्त प्रक्षेपण परिस्थितियों में उपयोगी हो सकता है।
दूसरा स्वचालित रूप से नहीं आता।
एक अपेक्षाकृत उच्च एनए मजबूत ऑप्टिकल कैप्चर में योगदान कर सकता है और कुछ मैक्रोबेंडिंग स्थितियों के प्रति संवेदनशीलता को कम कर सकता है।
हालांकि, झुकने का प्रदर्शन केवल एनए द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है।
फाइबर निर्माण, मोड वितरण, केबल संरचना, मोड़ त्रिज्या, स्थापना ज्यामिति, और मोड़ की गंभीरता सभी मायने रखती है।
फाइबर को मोड़ने पर विभिन्न मोड भी अलग-अलग प्रतिक्रिया दे सकते हैं।
इसलिए व्यावहारिक स्थापना के लिए, एनए को कभी भी निर्दिष्ट न्यूनतम झुकने की त्रिज्या या केबल के वास्तविक झुकने-हानि प्रदर्शन की जगह नहीं लेनी चाहिए।
संचार दूरी सबसे पहले इस बात पर निर्भर करती है कि क्या पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति रिसीवर तक पहुंचती है।
एक व्यावहारिक औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक में निम्नलिखित शामिल होना चाहिए:
ट्रांसमीटर आउटपुट;
स्रोत-फाइबर युग्मन;
कनेक्टर हानि;
फाइबर कमजोरी;
मोड़ से संबंधित हानि;
अन्य स्थापना हानि;
रिसीवर संवेदनशीलता.
एक बड़ा एनए ऑप्टिकल लॉन्च को आसान बनाकर उस श्रृंखला की शुरुआत में सुधार कर सकता है।
लेकिन प्रसारण दूरी बढ़ने पर ऑप्टिकल शक्ति में कमी आती रहती है।
एक फाइबर केवल इसलिए लंबी दूरी की संचरण माध्यम नहीं बनता क्योंकि यह प्रकाश को कुशलतापूर्वक स्वीकार करता है।
प्राप्त ऑप्टिकल शक्ति केवल एक सीमा है।
सिग्नल अखंडता एक और है।
यहां तक कि जब पर्याप्त शक्ति रिसीवर तक पहुंच जाती है, तो मॉडल फैलाव ऑप्टिकल पल्स को बढ़ा सकता है।
उच्च डेटा दर या लंबी दूरी पर, यह विस्तार आसन्न बिट्स को अलग करना अधिक कठिन बना सकता है।
इसलिए अधिकतम प्रयोग योग्य संचार दूरी दोनों पर निर्भर करती हैऑप्टिकल पावर बजटऔरबैंडविड्थ-दूरी व्यवहारलिंक का।
| इंजीनियरिंग पहलू | बड़े एनए का प्रभाव | व्यावहारिक लाभ | संभावित व्यापार-बंद |
|---|---|---|---|
| स्वीकृति कोण | चौड़ी कोण सीमा | आसान ऑप्टिकल प्रक्षेपण | अधिक प्रसार कोण स्वीकार किए जा सकते हैं |
| एलईडी युग्मन | अधिक कोण सहिष्णुता | व्यापक एलईडी उत्सर्जन का बेहतर उपयोग | वास्तविक युग्मन स्रोत ज्यामिति पर निर्भर करता है |
| कनेक्टर संरेखण | कोण त्रुटि के लिए अधिक सहिष्णु | कम मांग वाला यांत्रिक संरेखण | पार्श्व सहिष्णुता अभी भी कोर के आकार पर दृढ़ता से निर्भर करती है |
| निर्देशित मोड जनसंख्या | अधिक मोड उत्साहित किया जा सकता है | लचीला मल्टीमोड लॉन्च | अधिक मोडल फैलाव |
| झुकने का व्यवहार | कुछ परिस्थितियों में ऑप्टिकल कैप्चर में सुधार कर सकता है | उपयोगी स्थापना सहिष्णुता | मोड़ हानि डिजाइन और मोड-निर्भर बनी हुई है |
| संचार दूरी | प्रक्षेपण स्थितियों में सुधार कर सकता है | ऑप्टिकल पावर बजट में मदद कर सकता है | सीधे अधिकतम लिंक लंबाई निर्धारित नहीं करता है |
इन प्रभावों को अलग करने का एक उपयोगी तरीका दो अलग-अलग प्रश्न पूछना है:
क्या पर्याप्त ऑप्टिकल शक्ति रिसीवर तक पहुंचती है?
क्या ऑप्टिकल सिग्नल पर्याप्त रूप से बरकरार रहता है जब यह आता है?
एनए प्रणाली के दोनों भागों को प्रभावित करता है, लेकिन यह किसी एक को स्वतंत्र रूप से निर्धारित नहीं करता है।
पूर्ण औद्योगिक पीओएफ लिंक में संख्यात्मक एपर्चर
जब एक इंजीनियर देखता हैएनए = 05एक पीओएफ विनिर्देश में, उपयोगी व्याख्या केवल यह नहीं है कि इस फाइबर का एक बड़ा संख्यात्मक एपर्चर है।
इसका अर्थ है कि फाइबर में अपेक्षाकृत चौड़ी कोणीय प्रक्षेपण खिड़की है और इसे बहु-प्रक्रिया प्रसार का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
लेकिन एनए को हमेशा अन्य लिंक मापदंडों के साथ-साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
कोर व्यास स्थानिक संरेखण सहिष्णुता को प्रभावित करता है।
प्रेषक निर्धारित करता है कि वास्तव में कितनी ऑप्टिकल शक्ति प्रक्षेपित की जाती है।
फाइबर क्षीणन यह निर्धारित करता है कि एक दी गई संचरण दूरी के बाद कितनी शक्ति बची है।
कनेक्टर की गुणवत्ता और झुकने से अतिरिक्त नुकसान होता है।
रिसीवर संवेदनशीलता यह निर्धारित करती है कि कितनी प्राप्त ऑप्टिकल शक्ति की आवश्यकता होती है।
डेटा दर और मॉडल फैलाव प्रभाव डालते हैं कि संकेत कितनी दूर तक जा सकता है इससे पहले कि पल्स का विस्तार सीमित हो जाए।
इसलिए एक ही नाममात्र एनए वाले फाइबरों का उपयोग करने वाली दो ऑप्टिकल प्रणाली बहुत अलग व्यवहार कर सकती हैं।
एनए ऑप्टिकल इंटरफेस के एक महत्वपूर्ण भाग का वर्णन करता है, पूर्ण संचार लिंक का नहीं।
0.5 के आसपास के एनए का महत्व तब स्पष्ट हो जाता है जब इसे पारंपरिक औद्योगिक पीओएफ के संपूर्ण वास्तुकला के हिस्से के रूप में देखा जाता है।
एक बड़ा कोर एक उदार भौतिक युग्मन क्षेत्र प्रदान करता है।
एक अपेक्षाकृत उच्च एनए एक चौड़ा कोणीय स्वीकृति शंकु प्रदान करता है।
इन विशेषताओं के साथ मिलकर, कनेक्टर और स्थापना में उपयोगी यांत्रिक सहिष्णुता बनाए रखते हुए फाइबर में व्यापक उत्सर्जन एलईडी स्रोतों को जोड़ना व्यावहारिक बनाता है।
एक ही डिजाइन कई प्रसार मोड का भी समर्थन करता है।
यह ऑप्टिकल लॉन्च को आसान बनाता है, लेकिन यह ट्रांसमिशन दूरी या डेटा दर में वृद्धि के रूप में मॉडल-विसारण विचार पेश करता है।
यह संख्या के पीछे का इंजीनियरिंग अर्थ है।
NA ≈ 0.5 उपयोगी है क्योंकि 0.5 आंतरिक रूप से ऑप्टिकल फाइबर के लिए आदर्श मूल्य नहीं है, लेकिन क्योंकि व्यापक कोणीय स्वीकृति यह बड़े कोर, एलईडी संचालित,पारंपरिक लघु दूरी के औद्योगिक पीओएफ की यांत्रिक रूप से सहिष्णु वास्तुकला.
एक बार जब संख्यात्मक एपर्चर को इस तरह से समझा जाता है, तो यह एक डेटाशीट से कॉपी किए गए मान को बंद कर देता है और एक पैरामीटर बन जाता है जो यह समझाने में मदद करता है कि पूरा ऑप्टिकल लिंक कैसे व्यवहार करता है।
हवा से प्रवेश करने वाले प्रकाश के लिए, 0.5 का एनए लगभग 30° के अर्ध-स्वीकृति कोण या लगभग 60° के पूर्ण-स्वीकृति शंकु के अनुरूप है।फाइबर अपनी धुरी के चारों ओर अपेक्षाकृत व्यापक कोणों पर निर्देशित प्रकाश को स्वीकार कर सकता है.
पारंपरिक 1 मिमी चरण-सूचकांक POF अपने कोर और आवरण के बीच एक अपेक्षाकृत बड़ी अपवर्तन सूचकांक अंतर का उपयोग करता है, जो एक उच्च NA का उत्पादन करता है। इसकी छोटी दूरी,बड़े-कोर वास्तुकला को भी आसान ऑप्टिकल युग्मन और आराम से कोणीय संरेखण से लाभ होता हैविशिष्ट ग्लास फाइबरों में बहुत भिन्न NA मूल्य हो सकते हैं, इसलिए परिभाषित फाइबर प्रकारों के बीच हमेशा तुलना की जानी चाहिए।
आम तौर पर, हाँ. एक बड़ा एनए एक व्यापक स्वीकृति शंकु बनाता है, जिससे एक व्यापक एलईडी उत्सर्जन पैटर्न का अधिक से अधिक फाइबर के प्रयोग योग्य कोणीय प्रक्षेपण सीमा के भीतर गिरने की अनुमति मिलती है.वास्तविक युग्मन दक्षता अभी भी स्रोत ज्यामिति पर निर्भर करती है, कोर व्यास, दूरी, संरेखण, अंत-तले की गुणवत्ता, और ऑप्टिकल इंटरफेस।
उच्च एनए मुख्य रूप सेकोणीय विसंगति1 मिमी पीओएफ के बड़े कोर में बहुत अधिक सहिष्णुता प्रदान की जाती है।पार्श्व विसंगतिपारंपरिक पीओएफ कनेक्ट करना अपेक्षाकृत आसान है क्योंकि ये दोनों विशेषताएं एक साथ काम करती हैं।
सीधे नहीं. एक उच्च एनए प्रक्षेपण दक्षता में सुधार कर सकते हैं और इसलिए ऑप्टिकल बिजली बजट में मदद लेकिन अधिकतम लिंक दूरी भी कमजोरी, कनेक्टर हानि, झुकने, ट्रांसमीटर शक्ति पर निर्भर करता है,रिसीवर संवेदनशीलता, डेटा दर, और मोडल फैलाव।
एक बड़ा एनए फैलाव कोणों की एक व्यापक रेंज की अनुमति देता है और एक मल्टीमोड चरण-सूचकांक फाइबर में अधिक मोड उत्तेजित कर सकते हैं। क्योंकि विभिन्न मोड में विभिन्न पारगमन समय हो सकते हैं,प्राप्त ऑप्टिकल पल्स व्यापक हो सकता हैयह मोडल फैलाव उपयोग करने योग्य बैंडविड्थ को सीमित कर सकता है क्योंकि संचरण दूरी या डेटा दर में वृद्धि होती है।
