Estructura básica de fibra óptica
La fibra desnuda de la fibra óptica generalmente se divide en tres capas: Núcleo, revestimiento y revestimiento.
El núcleo de fibra óptica 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 entra en la fibra en un ángulo específico de incidencia, y la emisión total se produce entre la fibra y el revestimiento (porque el índice de refracción del revestimiento es ligeramente más bajo que el núcleo), para que pueda propagarse en la fibra.
La función principal del revestimiento 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 se pueden doblar ni frágiles. El uso de la capa de recubrimiento protege y prolonga la vida 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 (fibra monomodo) y fibra multimodo (fibra multimodo) de acuerdo con el modo de transmisión. La luz entra en la fibra óptica en un ángulo de incidente específico, y se produce la emisión total entre la fibra óptica y el revestimiento. Cuando el diámetro es pequeño, solo se permite pasar una dirección de la luz, que es una fibra óptica de modo único; Cuando el diámetro de la fibra óptica es grande, la luz se puede permitir. Inyectar y propagar en múltiples ángulos incidentes, 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 de retransmisión. La dispersión de fibra se refiere al hecho de que la señal transmitida por la fibra es llevada 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, que conduce a la distorsión de la señal.
La dispersión de fibra se divide en dispersión de material, dispersión de guía de ondas y dispersión modal. Los dos primeros tipos de dispersión son causados por la señal que no es una sola frecuencia, y el último tipo de dispersión es causado por la señal que no es un modo único. La señal no es un solo modo causará la dispersión del modo. La fibra monomodo tiene solo un modo fundamental, por lo que solo hay dispersión de material y dispersión de guía de ondas, y no hay dispersión modal. La fibra multimodo tiene dispersión inter-modo. La dispersión de la fibra óptica no solo afecta la capacidad de transmisión de la fibra óptica, sino que también limita la distancia del relé del sistema de comunicación de fibra óptica.
Fibra de modo único (fibra SM)
Fibra monomodo (fibra monomodo), la luz entra en la fibra en un ángulo de incidencia específico y se produce una emisión total entre la fibra y el revestimiento. Cuando el diámetro es pequeño, solo se permite pasar una dirección de la luz, es decir, una fibra de modo único; El núcleo de vidrio central de la fibra de modo es muy delgado, el diámetro del núcleo es generalmente de 8,5 o 9,5 μm, y funciona en longitudes de onda de 1310 y 1550 nm.
Fibra multimodo (MM fibra)
El diámetro del núcleo de la fibra multimodo es generalmente de 50 μm/62.5μm. Debido a la escorrentía central de la fibra multimodo, se pueden tolerar diferentes modos de luz. También hay un nuevo estándar de fibra multimodo llamado WBMMF (fibra multimodo de banda ancha). La longitud de onda utilizada está entre 850nm y 953nm.
Patchcord de fibra de modo único y multimodo
El diámetro de revestimiento de fibra monomodo y fibra multimodo is125m.
¿Cómo seleccionar la fibra de modo único o la fibra multimodo en diferentes aplicaciones?
Por distancia de transmisión
El diámetro más pequeño de la fibra de modo único hace que la reflexión sea más estrecha, permitiendo que solo se propague un modo de luz, de modo que la señal óptica pueda propagarse más. A medida que la luz pasa a través del núcleo, la cantidad de reflexión de la luz se reduce, lo que reduce la atenuación y provoca una mayor propagación de la señal. Debido a que no tiene dispersión entre modos o dispersión entre modos pequeña, la fibra monomodo puede transmitir 40 kilómetros o más sin afectar la señal. Por lo tanto, la fibra de modo único se utiliza generalmente para la transmisión de datos a larga distancia y se utiliza ampliamente en empresas de telecomunicaciones y proveedores de televisión por cable y universidades, etc.
En la transmisión multimodo, debido al tamaño del núcleo de fibra, la transmisión de dispersión entre modos, 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 corta distancia, audio/video e inserción (LAN), Y la fibra multimodo OM3/OM4/OM5 puede soportar la transmisión de datos de alta velocidad.
Por ancho de banda y capacidad
Ancho de banda se define como la capacidad de transportar información. Los principales factores que afectan 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 singlemode es pequeña, por lo que puede transmitir luz en una banda de frecuencia amplia a larga distancia. Debido a que la fibra multimodo producirá interferencias, interferencias y otros problemas complejos, es inferior a la fibra monomodo en ancho de banda y capacidad. El ancho de banda de la última generación de fibra multimodo OM5 se establece en 28000MHz/km, mientras que el ancho de banda de la fibra monomodo es mucho mayor.
El costo de la fibra de modo único o de la fibra multimodo
Si la fibra monomodo tiene un mayor ancho de banda y una mayor distancia de transmisión, ¿por qué necesita fibra multimodo? El costo puede ser la clave de este problema. Debido a que el diámetro del núcleo de la fibra monomodo es demasiado pequeño, es difícil controlar la transmisión del haz, por lo que se requiere un láser como el cuerpo de la fuente de luz. Dado que el transceptor óptico es muy caro, el costo de usar una fibra monomodo será mayor que el de un cable de fibra óptica multimodo. Este hecho ha llevado a la mayoría de los centros de datos a utilizar fibra multimodo para ahorrar costos.
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