¿Sabes lo que es fibra óptica?
La fibra óptica generalmente se divide en tres capas: Núcleo de fibra, revestimiento y revestimiento. El núcleo de fibra y el revestimiento están compuestos de vidrio con diferentes índices de refracción. El núcleo de fibra es un vidrio (sílice dopada con germanio) con alto índice de refracción, y el revestimiento de fibra es un vidrio de sílice (sílice pura) con bajo índice de refracción. La luz entra en la fibra en un ángulo específico de incidencia, y se produce la emisión total 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 óptica.
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 óptica.
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 puede clasificar como fibra monomodo y fibra multimodo según 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 de modo único. Cuando el diámetro de la fibra es grande, puede permitir que la luz entre y se propague en múltiples ángulos de incidencia. En este momento, se llama fibra multimodo.
Cuáles son las características de la 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, que la unidad es 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.
Qué es la fibra óptica de modo único
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. El núcleo de vidrio central de una fibra monomodo 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.
Qué es la fibra óptica multimodo
La fibra multimodo es una fibra que permite la transmisión de modo guiado múltiple. 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 de multimodo son 850nm y 1300nm respectivamente. También hay un nuevo estándar de fibra multimodo llamado WBMMF (fibra multimodo de banda ancha), que utiliza longitudes de onda entre 850nm y 953nm. Tanto la fibra monomodo como la fibra multimodo tienen un diámetro de revestimiento de 125 μm.
¿Cuál es la diferencia entre la fibra Singlemode y la fibra multimodo?
Distancia de transmisión de fibra óptica
El diámetro más pequeño de la fibra monomodo 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 singlemode 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, empresas de telecomunicaciones, 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 (LANs). Y la fibra multimodo OM3/OM4/OM5 puede soportar la transmisión de datos de alta velocidad.
Ancho de banda y capacidad de fibra óptica
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 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.
Costo de la fibra óptica
Si la fibra singlemode tiene un mayor ancho de banda y una mayor distancia de transmisión, ¿por qué necesitamos fibra multimodo? El costo puede ser la clave de este problema. Debido a que el diámetro del núcleo de la fibra singlemode es demasiado pequeño, es difícil controlar la transmisión óptica, por lo que se requiere un láser como el cuerpo de la fuente de luz. Dado que el transmisor y el receptor ópticos son muy caros, el costo de usar una fibra monomodo será mayor que el de una fibra multimodo. Este hecho ha llevado a la mayoría de los centros de datos a utilizar fibra multimodo para ahorrar costos.
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