La estructura básica de la fibra óptica.

La fibra desnuda de la fibra óptica suele dividirse en tres capas: núcleo, revestimiento y revestimiento.

El núcleo de fibra y el revestimiento están compuestos de vidrio con diferentes índices de refracción, el centro es un núcleo de vidrio de alto índice de refracción (sílice dopada con germanio) y el medio es un revestimiento de vidrio de sílice de bajo índice de refracción (sílice pura). La luz ingresa a la fibra con un ángulo de incidencia específico y la emisión total se produce entre la fibra y el revestimiento (debido a que el índice de refracción del revestimiento es ligeramente menor que el del núcleo), por lo que puede propagarse en la fibra.

La función principal del recubrimiento es proteger la fibra óptica de daños externos, al tiempo que aumenta la flexibilidad de la fibra óptica. Como se mencionó anteriormente, el núcleo y el revestimiento están hechos de vidrio y no pueden doblarse ni ser frágiles. El uso de la capa de recubrimiento protege y prolonga la vida útil de la fibra.

Se añade una capa de funda exterior a la fibra no desnuda. Además de protegerlo, la funda exterior de diferentes colores también se puede utilizar para distinguir varias fibras ópticas.

La fibra óptica se divide en fibra monomodo (Single Mode Fiber) y fibra multimodo (Multi Mode Fiber) según el modo de transmisión. La luz ingresa a la fibra con un ángulo de incidencia específico y se produce una emisión total entre la fibra y el revestimiento. Cuando el diámetro es pequeño, sólo se permite el paso de una dirección de luz, es decir, una fibra monomodo; cuando el diámetro de la fibra es grande, se puede permitir la luz. Inyecta y propaga en múltiples ángulos de incidencia, esta vez se llama fibra multimodo.

Características de transmisión de fibra óptica.

La fibra óptica tiene dos características de transmisión principales: pérdida y dispersión. La pérdida de una fibra óptica se refiere a la atenuación por unidad de longitud de la fibra óptica, en dB/km. El nivel de pérdida de fibra óptica afecta directamente la distancia de transmisión del sistema de comunicación de fibra óptica o la distancia entre las estaciones repetidoras. La dispersión de la fibra se refiere al hecho de que la señal transmitida por la fibra es transportada por diferentes componentes de frecuencia y diferentes componentes de modo, y las velocidades de transmisión de diferentes componentes de frecuencia y diferentes componentes de modo son diferentes, lo que conduce a una distorsión de la señal.

La dispersión de fibras se divide en dispersión de materiales, dispersión de guías de ondas y dispersión modal. Los dos primeros tipos de dispersión se deben a que la señal no es de una sola frecuencia, y el último tipo de dispersión se debe a que la señal no es de un solo modo. La señal no es un solo modo causará dispersión de modo.

La fibra monomodo tiene solo un modo fundamental, por lo que solo hay dispersión de material y dispersión de guía de onda, y no hay dispersión modal. La fibra multimodo tiene dispersión intermodo. La dispersión de la fibra óptica no solo afecta la capacidad de transmisión de la fibra óptica, sino que también limita la distancia de retransmisión del sistema de comunicación de fibra óptica.

Fibra monomodo

Fibra monomodo (fibra monomodo), la luz ingresa a la fibra en un ángulo de incidencia específico y se produce una emisión total entre la fibra y el revestimiento. Cuando se acorta el diámetro, sólo se permite el paso de una dirección de luz, es decir, una fibra monomodo; El núcleo de vidrio central de la fibra modo es muy delgado, el diámetro del núcleo es generalmente de 8,5 o 9,5 μm y funciona a longitudes de onda de 1310 y 1550 nm.

Fibra multimodo

Fibra multimodo (Fibra multimodo) es una fibra que permite la transmisión en múltiples modos guiados. El diámetro del núcleo de una fibra multimodo es generalmente de 50 μm/62,5 μm. Debido a que el diámetro del núcleo de una fibra multimodo es relativamente grande, puede permitir que se transmitan diferentes modos de luz en una fibra. Las longitudes de onda estándar del multimodo son 850 nm y 1300 nm respectivamente. También existe un nuevo estándar de fibra multimodo llamado WBMMF (fibra multimodo de banda ancha), que utiliza longitudes de onda entre 850 nm y 953 nm.

Tanto la fibra monomodo como la fibra multimodo tienen un diámetro de revestimiento de 125 μm.

¿Fibra monomodo o fibra multimodo?

Distancia de transmisión

El diámetro más pequeño de la fibra monomodo hace que el reflejo sea más intenso, permitiendo que solo viaje un modo de luz, de modo que la señal óptica pueda viajar más lejos. A medida que la luz pasa a través del núcleo, la cantidad de reflejos de luz disminuye, lo que reduce la atenuación y provoca una mayor propagación de la señal. Debido a que no tiene dispersión entre modos o pequeña dispersión entre modos, la fibra monomodo puede transmitir 40 kilómetros o más sin afectar la señal. Por lo tanto, la fibra monomodo se utiliza generalmente para la transmisión de datos a larga distancia y es ampliamente utilizada en empresas de telecomunicaciones y proveedores de televisión por cable y universidades, etc.

La fibra multimodo tiene un núcleo de mayor diámetro y puede transmitir luz en múltiples modos. En la transmisión multimodo, debido al mayor tamaño del núcleo, la dispersión entre modos es mayor, es decir, la señal óptica se "propaga" más rápido. La calidad de la señal se reducirá durante la transmisión de larga distancia, por lo que la fibra multimodo generalmente se usa para aplicaciones de audio/video de corta distancia y redes de área local (LAN), y la fibra multimodo OM3/OM4/OM5 puede admitir alta -velocidad de transmisión de datos.

Ancho de banda, capacidad

El ancho de banda se define como la capacidad de transportar información. El principal factor que afecta el ancho de la banda de transmisión de fibra óptica son varias dispersiones, de las cuales la dispersión modal es la más importante. La dispersión de la fibra monomodo es pequeña, por lo que puede transmitir luz en una banda de frecuencia amplia a larga distancia. Dado que la fibra multimodo producirá interferencias, interferencias y otros problemas complejos, no es tan buena como la fibra monomodo en ancho de banda y capacidad. La última generación de ancho de banda de fibra multimodo OM5 está configurado en 28000 MHz/km, mientras que el ancho de banda de fibra monomodo es mucho mayor.