L'estructura bàsica de la fibra òptica

La fibra nua de la fibra òptica es divideix normalment en tres capes: nucli, revestiment i recobriment.

El nucli de fibra i el revestiment es compon de vidre amb diferents índexs de refracció, el centre és un nucli de vidre d'índex de refracció alt (sílice dopada amb germani) i el mig és un revestiment de vidre de sílice d'índex de refracció baix (sílice pura). La llum entra a la fibra amb un angle d'incidència específic i l'emissió total es produeix entre la fibra i el revestiment (perquè l'índex de refracció del revestiment és lleugerament inferior al del nucli), de manera que es pot propagar a la fibra.

La funció principal del recobriment és protegir la fibra òptica de danys externs, alhora que augmenta la flexibilitat de la fibra òptica. Com s'ha esmentat anteriorment, el nucli i el revestiment estan fets de vidre i no es poden doblegar i fràgils. L'ús de la capa de recobriment protegeix i allarga la vida útil de la fibra.

S'afegeix una capa de funda exterior a la fibra no nua. A més de protegir-lo, la funda exterior de diferents colors també es pot utilitzar per distingir diverses fibres òptiques.

La fibra òptica es divideix en fibra monomode (fibra monomode) i fibra multimode (fibra multimode) segons el mode de transmissió. La llum entra a la fibra amb un angle d'incidència específic i es produeix una emissió completa entre la fibra i el revestiment. Quan el diàmetre és petit, només es deixa passar una direcció de la llum, és a dir, una fibra monomode; quan el diàmetre de la fibra és gran, es pot permetre la llum. Injecteu i propagueu a múltiples angles d'incidència, aquesta vegada s'anomena fibra multimode.

Característiques de transmissió de fibra òptica

La fibra òptica té dues característiques principals de transmissió: pèrdua i dispersió. La pèrdua d'una fibra òptica fa referència a l'atenuació per unitat de longitud de la fibra òptica, en dB/km. El nivell de pèrdua de fibra òptica afecta directament la distància de transmissió del sistema de comunicació de fibra òptica o la distància entre les estacions de relé. La dispersió de fibra es refereix al fet que el senyal transmès per la fibra és transportat per diferents components de freqüència i diferents components de mode, i les velocitats de transmissió de diferents components de freqüència i diferents components de mode són diferents, cosa que condueix a la distorsió del senyal.

La dispersió de la fibra es divideix en dispersió de material, dispersió de guia d'ones i dispersió modal. Els dos primers tipus de dispersió són causats perquè el senyal no és una sola freqüència, i l'últim tipus de dispersió és causat perquè el senyal no és un sol mode. El senyal no és un únic mode provocarà la dispersió del mode.

La fibra monomode només té un mode fonamental, de manera que només hi ha dispersió de material i dispersió de guia d'ones, i no hi ha dispersió modal. La fibra multimode té dispersió intermode. La dispersió de la fibra òptica no només afecta la capacitat de transmissió de la fibra òptica, sinó que també limita la distància de relé del sistema de comunicació de fibra òptica.

Fibra monomode

Fibra monomode (Single Mode Fiber), la llum entra a la fibra amb un angle d'incidència específic i es produeix una emissió completa entre la fibra i el revestiment. Quan s'escurça el diàmetre, només es deixa passar una direcció de la llum, és a dir, una fibra monomode; El nucli de vidre central de la fibra de mode és molt prim, el diàmetre del nucli és generalment de 8,5 o 9,5 μm i funciona a longituds d'ona de 1310 i 1550 nm.

Fibra multimode

fibra multimode (Fibra multimode) és una fibra que permet la transmissió en mode guiat múltiple. El diàmetre del nucli d'una fibra multimode és generalment de 50 μm/62,5 μm. Com que el diàmetre central d'una fibra multimode és relativament gran, pot permetre que es transmetin diferents modes de llum en una fibra. Les longituds d'ona estàndard del multimode són 850 nm i 1300 nm respectivament. També hi ha un nou estàndard de fibra multimode anomenat WBMMF (Wideband Multimode Fiber), que utilitza longituds d'ona entre 850 nm i 953 nm.

Tant la fibra monomode com la fibra multimode tenen un diàmetre de revestiment de 125 μm.

Fibra monomode o fibra multimode?

Distància de transmissió

El diàmetre més petit de la fibra monomode fa que la reflexió sigui més ajustada, permetent que només viatgi un mode de llum, de manera que el senyal òptic pugui viatjar més lluny. A mesura que la llum travessa el nucli, la quantitat de reflexos de la llum disminueix, reduint l'atenuació i provocant una major propagació del senyal. Com que no té dispersió intermode ni una petita dispersió intermode, la fibra monomode pot transmetre 40 quilòmetres o més sense afectar el senyal. Per tant, la fibra monomode s'utilitza generalment per a la transmissió de dades a llarga distància i s'utilitza àmpliament en empreses de telecomunicacions i proveïdors de televisió per cable i universitats, etc.

La fibra multimode té un nucli de diàmetre més gran i pot transmetre llum en múltiples modes. En la transmissió multimode, a causa de la mida del nucli més gran, la dispersió entre modes és més gran, és a dir, el senyal òptic "s'estén" més ràpidament. La qualitat del senyal es reduirà durant la transmissió a llarga distància, de manera que la fibra multimode s'utilitza normalment per a aplicacions de curta distància, àudio/vídeo i xarxes d'àrea local (LAN), i la fibra multimode OM3/OM4/OM5 pot suportar alta - Velocitat de transmissió de dades.

Ample de banda, capacitat

L'ample de banda es defineix com la capacitat de transportar informació. El principal factor que afecta l'amplada de la banda de transmissió de fibra òptica són diverses dispersions, de les quals la dispersió modal és la més important. La dispersió de la fibra monomode és petita, de manera que pot transmetre llum en una banda de freqüència àmplia durant una llarga distància. Com que la fibra multimode produirà interferències, interferències i altres problemes complexos, no és tan bona com la fibra monomode en ample de banda i capacitat. L'última generació d'ample de banda de fibra multimode OM5 està configurada en 28000MHz/km, mentre que l'amplada de banda de fibra monomode és molt més gran.