KWALIFIKACJA INF8 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 2.
Który rodzaj światłowodu został przedstawiony na rysunku obrazującym przepływ światła w jego rdzeniu?
Ilustracja przedstawia schemat przepływu światła w rdzeniu światłowodu wielomodowego gradientowego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Światłowód wielomodowy gradientowy ma rdzeń o stopniowo zmieniającym się współczynniku załamania, co powoduje łagodniejsze zakrzywianie torów promieni i zmniejsza dyspersję modalną. W skokowym promienie odbijają się "łamanym" torem od granicy rdzeń–płaszcz, a warianty jednomodowe nie pokazują wielu torów propagacji.

Pełne wyjaśnienie:

W światłowodzie wielomodowym gradientowym (graded-index) współczynnik załamania w rdzeniu zmienia się stopniowo od środka ku płaszczowi. Skutkiem jest to, że promienie światła nie poruszają się wyłącznie po odcinkach prostych z ostrymi odbiciami od granicy rdzenia, lecz ich tory są "wyginane" (załamywane) w sposób ciągły. Taki profil sprawia też, że różne mody mają bardziej zbliżone czasy propagacji, co w praktyce ogranicza dyspersję modalną.

Odpowiedź "Wielomodowy skokowy" jest niepoprawna, ponieważ w profilu skokowym współczynnik załamania zmienia się skokowo na granicy rdzeń–płaszcz. Typowym obrazem jest wtedy tor promienia jako zygzak z wielokrotnymi odbiciami od tej granicy, bez charakterystycznego "łagodzenia" toru przez gradient.

Odpowiedzi "Jednomodowy o niezerowej dyspersji" oraz "Jednomodowy z przesuniętą dyspersją" dotyczą światłowodów jednomodowych, gdzie propaguje zasadniczo jeden mod (nie obserwuje się wielu różnych torów promieni w rdzeniu w takim ujęciu). Te określenia odnoszą się do własności dyspersyjnych projektowanych pod konkretne okna transmisyjne, ale nie opisują sytuacji charakterystycznej dla wielomodowego gradientowego profilu rdzenia.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw rozpoznaj, czy rysunek sugeruje wielomodowość (wiele torów promieni). Dopiero potem rozróżnij profil: skokowy (zygzakowe odbicia) czy gradientowy (tory łagodnie zakrzywione/załamywane wskutek gradientu współczynnika załamania).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To światłowód, w którym rdzeń ma gradientowy (stopniowo zmienny) współczynnik załamania. Dzięki temu promienie biegną po łagodniejszych torach, a różnice czasów propagacji modów są mniejsze niż w wielomodowym skokowym, co ogranicza dyspersję modalną.
W profilu skokowym tor promienia zwykle wygląda jak zygzak z odbiciami od granicy rdzeń–płaszcz. W profilu gradientowym tory są "wyginane"/łagodniejsze, bo załamanie zachodzi ciągle w rdzeniu. Interpretuj to jako efekt zmiennego współczynnika załamania.
W gradientowym rdzeniu promienie biegnące dalej od osi przechodzą przez obszary o innym współczynniku załamania, co wyrównuje ich prędkości i czasy przelotu. To ogranicza "rozjeżdżanie się" impulsu w czasie w porównaniu ze światłowodem wielomodowym skokowym.
"Wielomodowy" oznacza, że w rdzeniu może propagować wiele modów (wiele dopuszczalnych torów/rozkładów pola). W praktyce często widać to na schematach jako wiele promieni biegnących różnymi drogami. Ma to znaczenie dla dyspersji modalnej i zasięgu transmisji.
Nie wprost. Opisy typu "niezerowa dyspersja" lub "przesunięta dyspersja" odnoszą się zwykle do projektowania jednomodowych włókien pod dyspersję (np. chromatyczną) w określonych pasmach. Gradient rdzenia to cecha typowa dla wielu światłowodów wielomodowych.
Światłowody wielomodowe są często spotykane w połączeniach w budynkach i kampusach, gdzie odległości są umiarkowane. Ułatwiają realizację szybkich łączy na krótszych trasach. W praktyce technik teleinformatyk spotka je w pionach, między szafami dystrybucyjnymi i w serwerowniach.
Włókno jednomodowe jest projektowane tak, aby w typowym zakresie pracy propagował zasadniczo jeden mod. Dlatego na schematach dydaktycznych często pokazuje się pojedynczą drogę propagacji (dla uproszczenia). W zadaniach egzaminacyjnych "wiele torów" jest silną przesłanką wielomodowości.
Najczęstszy błąd to wybór na podstawie samej nazwy bez analizy rysunku. Drugi typowy błąd to utożsamienie "gradientowy" z "dyspersja" i wybór odpowiedzi o dyspersji jednomodowej. Pomaga zapamiętać: skokowy = zygzak odbić, gradientowy = tor łagodniejszy w rdzeniu.
Dyspersja modalna to rozciąganie impulsu w czasie, gdy różne mody (różne drogi propagacji) docierają z innymi opóźnieniami. Jest szczególnie istotna w światłowodach wielomodowych. Włókna gradientowe ograniczają ją skuteczniej niż skokowe.
Ćwicz rozpoznawanie: wielomodowy vs jednomodowy oraz skokowy vs gradientowy na schematach. Ucz się też terminów: rdzeń, płaszcz, całkowite wewnętrzne odbicie, dyspersja. Na egzaminie najpierw analizuj obraz propagacji, dopiero potem czytaj "dyspersyjne" opisy odpowiedzi.
info

Statystycznie 25% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że światłowód wielomodowy gradientowy ma rdzeń o stopniowo zmieniającym się współczynniku załamania, co powoduje łagodniejsze zakrzywianie torów promieni i zmniejsza dyspersję modalną.

Źródła:

  • ITU-T Recommendation G.651.1: Characteristics of a 50/125 μm multimode graded index optical fibre cable (G.651.1), dokument normatywny ITU-T
  • ITU-T Recommendation G.652: Characteristics of a single-mode optical fibre and cable (G.652), dokument normatywny ITU-T

Materiały:

  • Materiały Cisco Networking Academy dotyczące mediów transmisyjnych i światłowodów
  • Podręczniki z podstaw telekomunikacji/światłowodów opisujące profile skokowe i gradientowe
  • Dokumentacja producentów kabli i włókien (opisy MM graded-index i SM)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego