A estrutura básica da fibra óptica

A fibra nua da fibra óptica é geralmente dividida em três camadas: núcleo, revestimento e revestimento.

O núcleo de fibra e o revestimento são compostos de vidro com diferentes índices de refração, o centro é um núcleo de vidro de alto índice de refração (sílica dopada com germânio) e o meio é um revestimento de vidro de sílica de baixo índice de refração (sílica pura).A luz entra na fibra em um ângulo de incidência específico, e a emissão total ocorre entre a fibra e o revestimento (porque o índice de refração do revestimento é um pouco menor que o núcleo), para que ela possa se propagar na fibra.

A principal função do revestimento é proteger a fibra óptica de danos externos, aumentando a flexibilidade da fibra óptica.Como mencionado anteriormente, o núcleo e o revestimento são feitos de vidro e não podem ser dobrados e frágeis.O uso da camada de revestimento protege e prolonga a vida útil da fibra.

Uma camada de bainha externa é adicionada à fibra não nua.Além de protegê-lo, a bainha externa de cores diferentes também pode ser usada para distinguir várias fibras ópticas.

A fibra óptica é dividida em fibra monomodo (Single Mode Fiber) e fibra multimodo (Multi Mode Fiber) de acordo com o modo de transmissão.A luz entra na fibra em um ângulo de incidência específico e a emissão total ocorre entre a fibra e o revestimento.Quando o diâmetro é pequeno, apenas uma direção de luz pode passar, ou seja, uma fibra monomodo;quando o diâmetro da fibra é grande, a luz pode ser permitida.Injetar e propagar em vários ângulos de incidência, desta vez é chamado de fibra multimodo.

Características de transmissão de fibra óptica

A fibra óptica tem duas características principais de transmissão: perda e dispersão.A perda de uma fibra óptica refere-se à atenuação por unidade de comprimento da fibra óptica, em dB/km.O nível de perda de fibra óptica afeta diretamente a distância de transmissão do sistema de comunicação de fibra óptica ou a distância entre as estações de retransmissão.A dispersão da fibra refere-se ao fato de que o sinal transmitido pela fibra é transportado por diferentes componentes de frequência e diferentes componentes de modo, e as velocidades de transmissão de diferentes componentes de frequência e diferentes componentes de modo são diferentes, o que leva à distorção do sinal.

A dispersão da fibra é dividida em dispersão de material, dispersão de guia de onda e dispersão modal.Os dois primeiros tipos de dispersão são causados ​​pelo sinal não ser uma única frequência, e o último tipo de dispersão é causado pelo sinal não ser um único modo.O sinal não é um modo único causará a dispersão do modo.

A fibra monomodo tem apenas um modo fundamental, portanto, há apenas dispersão de material e dispersão de guia de onda, e nenhuma dispersão modal.A fibra multimodo tem dispersão intermodo.A dispersão da fibra óptica não afeta apenas a capacidade de transmissão da fibra óptica, mas também limita a distância de retransmissão do sistema de comunicação de fibra óptica.

Fibra monomodo

Fibra de modo único (Fibra de modo único), a luz entra na fibra em um ângulo de incidência específico e a emissão total ocorre entre a fibra e o revestimento.Quando o diâmetro é encurtado, apenas uma direção de luz pode passar, ou seja, uma fibra monomodo;O núcleo central de vidro da fibra modal é muito fino, o diâmetro do núcleo é geralmente de 8,5 ou 9,5 μm e funciona em comprimentos de onda de 1310 e 1550 nm.

Fibra multimodo

Fibra multimodo (Fibra multimodo) é uma fibra que permite a transmissão em vários modos guiados.O diâmetro do núcleo de uma fibra multimodo é geralmente 50μm/62,5μm.Como o diâmetro do núcleo de uma fibra multimodo é relativamente grande, pode permitir que diferentes modos de luz sejam transmitidos em uma fibra.Os comprimentos de onda padrão do multimodo são 850nm e 1300nm, respectivamente.Há também um novo padrão de fibra multimodo chamado WBMMF (Wideband Multimode Fiber), que usa comprimentos de onda entre 850nm e 953nm.

Tanto a fibra monomodo quanto a fibra multimodo têm um diâmetro de revestimento de 125 μm.

Fibra monomodo ou fibra multimodo?

Distância de transmissão

O diâmetro menor da fibra monomodo torna a reflexão mais estreita, permitindo que apenas um modo de luz viaje, para que o sinal óptico possa viajar mais longe.À medida que a luz passa pelo núcleo, a quantidade de reflexões de luz diminui, reduzindo a atenuação e causando mais propagação do sinal.Como não possui dispersão intermodo ou pequena dispersão intermodo, a fibra monomodo pode transmitir 40 quilômetros ou mais sem afetar o sinal.Portanto, a fibra monomodo é geralmente usada para transmissão de dados de longa distância e é amplamente utilizada em empresas de telecomunicações e provedores de TV a cabo e universidades, etc.

A fibra multimodo tem um núcleo de diâmetro maior e pode transmitir luz em vários modos.Na transmissão multimodo, devido ao maior tamanho do núcleo, a dispersão intermodo é maior, ou seja, o sinal óptico “se espalha” mais rapidamente.A qualidade do sinal será reduzida durante a transmissão de longa distância, de modo que a fibra multimodo é geralmente usada para aplicações de áudio/vídeo de curta distância e redes locais (LANs), e a fibra multimodo OM3/OM4/OM5 pode suportar alta -velocidade de transmissão de dados.

Largura de banda, capacidade

A largura de banda é definida como a capacidade de transportar informações.O principal fator que afeta a largura da banda de transmissão da fibra óptica são várias dispersões, das quais a dispersão modal é a mais importante.A dispersão da fibra monomodo é pequena, então ela pode transmitir luz em uma ampla faixa de frequência por uma longa distância.Como a fibra multimodo produzirá interferência, interferência e outros problemas complexos, ela não é tão boa quanto a fibra monomodo em largura de banda e capacidade.A última geração de largura de banda de fibra multimodo OM5 está definida para 28.000 MHz/km, enquanto a largura de banda de fibra monomodo é muito maior.