La structure de base de la fibre optique

La fibre nue de la fibre optique est généralement divisée en trois couches : âme, gaine et revêtement.

Le noyau de la fibre et le revêtement sont composés de verre avec différents indices de réfraction, le centre est un noyau de verre à indice de réfraction élevé (silice dopée au germanium) et le milieu est un revêtement en verre de silice à faible indice de réfraction (silice pure). La lumière pénètre dans la fibre selon un angle d'incidence spécifique, et l'émission totale se produit entre la fibre et la gaine (car l'indice de réfraction de la gaine est légèrement inférieur à celui du cœur), elle peut donc se propager dans la fibre.

La fonction principale du revêtement est de protéger la fibre optique des dommages externes, tout en augmentant la flexibilité de la fibre optique. Comme mentionné précédemment, le noyau et le revêtement sont en verre et ne peuvent pas être pliés ni fragiles. L'utilisation de la couche de revêtement protège et prolonge la durée de vie de la fibre.

Une couche de gaine externe est ajoutée à la fibre non nue. En plus de la protéger, la gaine extérieure de différentes couleurs peut également être utilisée pour distinguer diverses fibres optiques.

La fibre optique est divisée en fibre monomode (Single Mode Fiber) et en fibre multimode (Multi Mode Fiber) selon le mode de transmission. La lumière pénètre dans la fibre selon un angle d'incidence spécifique et une émission complète se produit entre la fibre et la gaine. Lorsque le diamètre est petit, une seule direction de la lumière est autorisée à passer, c'est-à-dire une fibre monomode ; lorsque le diamètre de la fibre est grand, la lumière peut être autorisée. Injectez et propagez sous plusieurs angles d'incidence, cette fois on parle de fibre multimode.

Caractéristiques de transmission par fibre optique

La fibre optique présente deux caractéristiques principales de transmission : la perte et la dispersion. La perte d'une fibre optique fait référence à l'atténuation par unité de longueur de la fibre optique, en dB/km. Le niveau de perte de fibre optique affecte directement la distance de transmission du système de communication par fibre optique ou la distance entre les stations relais. La dispersion de la fibre fait référence au fait que le signal transmis par la fibre est transporté par différentes composantes de fréquence et différentes composantes de mode, et que les vitesses de transmission des différentes composantes de fréquence et des différentes composantes de mode sont différentes, ce qui conduit à une distorsion du signal.

La dispersion des fibres est divisée en dispersion matérielle, dispersion en guide d'ondes et dispersion modale. Les deux premiers types de dispersion sont provoqués par le fait que le signal n'est pas une fréquence unique, et le dernier type de dispersion est dû au fait que le signal n'est pas un mode unique. Le signal n'est pas un mode unique qui provoquera une dispersion des modes.

La fibre monomode n'a qu'un seul mode fondamental, il n'y a donc qu'une dispersion matérielle et une dispersion de guide d'onde, et aucune dispersion modale. La fibre multimode présente une dispersion intermode. La dispersion de la fibre optique affecte non seulement la capacité de transmission de la fibre optique, mais limite également la distance de relais du système de communication par fibre optique.

Fibre monomode

Fibre monomode (Single Mode Fiber), la lumière pénètre dans la fibre selon un angle d'incidence spécifique et une émission complète se produit entre la fibre et la gaine. Lorsque le diamètre est raccourci, une seule direction de la lumière est autorisée à passer, c'est-à-dire une fibre monomode ; Le cœur central en verre de la fibre modale est très fin, le diamètre du cœur est généralement de 8,5 ou 9,5 µm et fonctionne aux longueurs d'onde de 1 310 et 1 550 nm.

Fibre multimode

Fibre multimode (Fibre multimode) est une fibre qui permet une transmission en modes guidés multiples. Le diamètre du cœur d'une fibre multimode est généralement de 50 μm/62,5 μm. Le diamètre du cœur d’une fibre multimode étant relativement grand, il peut permettre à différents modes de lumière d’être transmis sur une seule fibre. Les longueurs d'onde standard du multimode sont respectivement de 850 nm et 1 300 nm. Il existe également une nouvelle norme de fibre multimode appelée WBMMF (Wideband Multimode Fiber), qui utilise des longueurs d'onde comprises entre 850 nm et 953 nm.

Les fibres monomodes et multimodes ont un diamètre de gaine de 125 μm.

Fibre monomode ou fibre multimode ?

Distance de transmission

Le diamètre plus petit de la fibre monomode rend la réflexion plus serrée, ne permettant qu'un seul mode de propagation de la lumière, de sorte que le signal optique puisse voyager plus loin. À mesure que la lumière traverse le noyau, la quantité de réflexions lumineuses diminue, réduisant ainsi l'atténuation et provoquant une propagation supplémentaire du signal. Parce qu'elle n'a pas de dispersion inter-mode ou une faible dispersion inter-mode, la fibre monomode peut transmettre 40 kilomètres ou plus sans affecter le signal. Par conséquent, la fibre monomode est généralement utilisée pour la transmission de données longue distance et est largement utilisée dans les entreprises de télécommunications, les fournisseurs de télévision par câble et les universités, etc.

La fibre multimode a un noyau de plus grand diamètre et peut transmettre la lumière dans plusieurs modes. Dans la transmission multimode, en raison de la plus grande taille du cœur, la dispersion inter-mode est plus grande, c'est-à-dire que le signal optique « se propage » plus rapidement. La qualité du signal sera réduite lors de la transmission longue distance, de sorte que la fibre multimode est généralement utilisée pour les applications audio/vidéo à courte distance et les réseaux locaux (LAN), et la fibre multimode OM3/OM4/OM5 peut prendre en charge des valeurs élevées. -transmission de données à grande vitesse.

Bande passante, capacité

La bande passante est définie comme la capacité à transporter des informations. Le principal facteur qui affecte la largeur de la bande de transmission de la fibre optique réside dans diverses dispersions, parmi lesquelles la dispersion modale est la plus importante. La dispersion de la fibre monomode est faible, elle peut donc transmettre la lumière dans une large bande de fréquences sur une longue distance. Étant donné que la fibre multimode produira des interférences, des interférences et d'autres problèmes complexes, elle n'est pas aussi bonne que la fibre monomode en termes de bande passante et de capacité. La dernière génération de bande passante fibre multimode OM5 est réglée à 28 000 MHz/km, tandis que la bande passante fibre monomode est beaucoup plus grande.