KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 9.
Zastanów się nad następującym stwierdzeniem: "W światłowodach jednomodowych propaguje się tylko jeden mod". Czy jest to prawda?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Światłowód jednomodowy projektuje się tak, aby w zadanym zakresie pracy propagował tylko mod podstawowy (bez modów wyższych). Dlatego stwierdzenie, że "w jednomodowym propaguje się tylko jeden mod", jest przyjmowane jako prawdziwe w ujęciu egzaminacyjnym i w typowych zastosowaniach.

Pełne wyjaśnienie:

W światłowodzie (jak w każdym falowodzie) pole elektromagnetyczne może rozchodzić się w postaci modów, czyli dopuszczalnych rozwiązań rozkładu pola wynikających z geometrii i parametrów materiałowych rdzenia oraz płaszcza. Liczba modów zależy m.in. od średnicy rdzenia, apertury numerycznej i długości fali.

Światłowód jednomodowy jest zaprojektowany tak, aby dla typowego zakresu długości fali pracy spełniał warunek propagacji wyłącznie modu podstawowego. Oznacza to, że mody wyższych rzędów nie spełniają warunków propagacji (są "odcięte") i nie przenoszą energii na duże odległości. W praktyce właśnie to odróżnia włókno jednomodowe od wielomodowego, w którym jednocześnie propaguje się wiele modów, co prowadzi m.in. do dyspersji międzymodowej.

Dlatego odpowiedź "Tak, to prawda" jest właściwa w standardowym, szkolnym ujęciu: jednomodowe = jeden mod propagujący (mod podstawowy).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "…propaguje się wiele modów" opisuje włókno wielomodowe, a nie jednomodowe. To częsta pomyłka wynikająca z utożsamienia "światłowodu" ogólnie z przypadkiem MM.
  • "…nie propaguje się żadnych modów" jest sprzeczne z fizyką falowodu: jeśli w ogóle zachodzi transmisja w światłowodzie, to zachodzi w postaci co najmniej jednego modu (w SM: podstawowego).
  • "…modów nie można propagować" również jest fałszywe, bo cały opis działania światłowodu opiera się na propagacji modów; to pojęcie jest fundamentalne w teorii falowodów.

Warto zapamiętać praktyczną wskazówkę egzaminacyjną: SM → brak dyspersji międzymodowej (bo nie ma wielu modów), a MM → dyspersja międzymodowa (bo modów jest wiele).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mod to dopuszczalny sposób propagacji światła w falowodzie, czyli określony rozkład pola elektromagnetycznego w rdzeniu i płaszczu. Różne mody mają różne rozkłady pola i mogą mieć inne prędkości grupowe, co wpływa na zniekształcenia sygnału.
Jednomodowy (SM) jest tak zaprojektowany, by w typowym zakresie pracy przenosił głównie mod podstawowy, co ogranicza dyspersję międzymodową. Wielomodowy (MM) przenosi wiele modów jednocześnie, co zwykle skraca możliwy dystans lub zmniejsza pasmo przy tej samej jakości sygnału.
Bo kluczową cechą SM jest "odcięcie" modów wyższych rzędów: nie mogą one propagować na długim odcinku, więc energia sygnału jest związana z modem podstawowym. W praktyce upraszcza to analizę transmisji i poprawia parametry w porównaniu z włóknem wielomodowym.
W ujęciu egzaminacyjnym przyjmuje się: tak, przenosi jeden mod podstawowy. W praktyce definicja bywa doprecyzowywana (np. warunki pracy, zjawiska blisko odcięcia), dlatego w dokumentacji technicznej często podaje się parametry i zakresy, dla których włókno spełnia warunek jednomodowości.
Wielomodowość powoduje dyspersję międzymodową: różne mody mogą docierać w różnym czasie, przez co impuls się "rozciąga". Włókno jednomodowe eliminuje dyspersję międzymodową, ale nadal może występować dyspersja chromatyczna i polaryzacyjna zależna od źródła i toru.
To zjawisko, w którym impulsy świetlne poszerzają się w czasie, bo energia rozkłada się na wiele dróg propagacji (modów). Skutek praktyczny to nakładanie się kolejnych bitów (ISI) i ograniczenie przepływności lub maksymalnej długości łącza przy danym nadajniku i odbiorniku.
Najczęstsze to: mylenie SM z MM na podstawie samej nazwy, utożsamianie "modu" z "wiązka/kolor światła", oraz ignorowanie tego, że liczba modów zależy od parametrów włókna i długości fali. W testach zwykle wystarcza reguła: SM = jeden mod, MM = wiele modów.
Często tak: w MM szybciej pojawiają się ograniczenia pasma i zniekształcenia impulsów wraz z długością toru (dyspersja międzymodowa). W SM zwykle łatwiej uzyskać duże odległości i wysokie przepływności, a ograniczenia częściej wynikają z dyspersji chromatycznej lub tłumienia.
Kluczowe są geometria i właściwości optyczne: średnica rdzenia, różnica współczynników załamania rdzeń–płaszcz (apertura numeryczna) oraz długość fali pracy. Producent dobiera je tak, by w typowym paśmie pracy mody wyższe były odcięte.
Opanuj definicje: mod, włókno SM/MM, dyspersja międzymodowa, tłumienie. Naucz się 2–3 prostych skojarzeń: SM → jeden mod → brak dyspersji międzymodowej, MM → wiele modów → dyspersja międzymodowa. Ćwicz krótkie pytania typu prawda/fałsz.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 62% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Światłowód jednomodowy projektuje się tak, aby w zadanym zakresie pracy propagował tylko mod podstawowy (bez modów wyższych)."

Źródła:

  • Gerd Keiser, "Optical Fiber Communications", rozdział dotyczący propagacji modów w światłowodach (single-mode vs multi-mode), wydanie książkowe (tytuł i rozdział weryfikowalne bibliograficznie)
  • ITU-T Recommendation G.652 (Characteristics of a single-mode optical fibre and cable) – dokument ITU-T, sekcje opisujące typ włókna jednomodowego (G.652) – accessed 2026-02-18
  • Wikipedia (en): "Single-mode optical fiber" – opis pojęcia i warunków jednomodowości – https://en.wikipedia.org/wiki/Single-mode_optical_fiber (accessed 2026-02-18)

Materiały:

  • Podręcznik z telekomunikacji światłowodowej (rozdziały o modach i falowodach)
  • Materiały producentów kabli/światłowodów opisujące różnice SM/MM
  • Normy/zalecenia ITU-T dotyczące typów włókien (dla kontekstu parametrów eksploatacyjnych)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego