Clasificación de fibras ópticas / Características de rendimiento de las fibras ópticas.
Clasificación de fibras ópticas / Características de rendimiento de las fibras ópticas.
Clasificación de fibras ópticas.
① Clasificación por modo de transmisión:
El modo de propagación en una fibra óptica es la forma del campo electromagnético, o campo óptico (HE), presente en la fibra. Las diferentes formas del campo son el resultado de múltiples reflexiones e interferencias en la guía de ondas óptica. Los diferentes modos son discretos y discontinuos. Como se requiere que una onda estacionaria sea estable en una fibra óptica, su presencia da como resultado diferentes formas del campo óptico en la sección transversal de la fibra, es decir, diferentes puntos de luz. Si solo hay un punto, esta fibra se llama fibra monomodo, si hay más de dos puntos, se llama fibra multimodo.
② Dividido por el diámetro del corazón:
★Fibra multimodo de variación lenta 50/125(μm).
★62.5/125(μm) Fibra multimodo de atenuación lenta reforzada
★8.3/125(μm) Fibra monomodo de atenuación lenta
③ Por distribución del índice de refracción del núcleo de la fibra:
★Fibra de índice progresivo (SIF);
Fibra de índice de gradiente (GIF);
★ fibras anulares (fibras anulares);
★ Fibra tipo W
Fibras multimodo
A una determinada longitud de onda operativa (850 nm/1300 nm), se transmiten múltiples modos en una fibra óptica, llamada fibra multimodo. Este tipo de fibra tiene un diámetro de núcleo relativamente grande (50 a 80 µm) y un diámetro de 125 µm. Las fibras multimodo con un índice de refracción gradual exhiben un cambio abrupto entre el núcleo y el revestimiento, mientras que las fibras multimodo con un índice de refracción gradual exhiben un cambio gradual entre el núcleo y el revestimiento. Los primeros están limitados a unos 50 Mbit/s y los segundos a 1 Gbit/s. En el caso de fibras de índice de refracción graduado, el índice de refracción disminuye desde el núcleo hacia afuera. La luz viaja más rápido en materiales con un índice de refracción más bajo. Por tanto, la luz viaja más rápido en el material exterior que en el núcleo. El resultado final es que toda la luz tiende a llegar al mismo tiempo. Sin embargo, esta corrección todavía tiene un límite de distancia.
Debido a la dispersión o aberración, este tipo de fibra tiene un peor rendimiento de transmisión, una banda de frecuencia más estrecha y una menor capacidad de transmisión en distancias más cortas.
Fibras monomodo
Las fibras monomodo transmiten sólo el modo primario, lo que significa que la luz sólo se transmite a lo largo del núcleo interno de la fibra. Dado que se evita por completo la dispersión de modos, las fibras monomodo tienen una banda de transmisión amplia y, por lo tanto, son adecuadas para comunicaciones de fibra óptica de alta capacidad y larga distancia. Estas fibras tienen un núcleo pequeño (de 7 a 1 µm), lo que obliga a la luz a viajar a lo largo del cable en un camino único y recto, a diferencia de la reflexión multitrayecto que se encuentra en las fibras multimodo. Sin embargo, otra forma de dispersión, llamada dispersión, es problemática (ver más abajo). La fuente de luz habitual es un láser. Este tipo de fibra es compleja de implementar, pero ofrece mayor capacidad de comunicación y mayores distancias de transmisión.
Las especificaciones de fibra indican el diámetro del núcleo y del revestimiento en fracciones. Por ejemplo, el tipo mínimo recomendado para FDDI (Interfaz de datos distribuidos por fibra) es fibra multimodo de 62,5/125 µm. El diámetro del revestimiento debe ser el mismo al conectar las fibras, porque los conectores suelen hacer coincidir el diámetro del núcleo con el diámetro del revestimiento.
Las fibras multimodo de refracción progresiva y refracción de gradiente suelen estar disponibles en tamaños de núcleo de 50, 62,5 o 100 µm. Tienen refracción progresiva y un diámetro de vaina de 125 µm.
Las fibras monomodo suelen estar disponibles con diámetros de núcleo de 7 a 10 µm y diámetros de revestimiento de 125 µm.
La UIT ha definido una serie de recomendaciones que describen las propiedades geométricas y de transmisión de las fibras multimodo y monomodo.
A continuación se enumeran cuatro de las recomendaciones más importantes.
La Recomendación UIT G.651 aborda las fibras multimodo de refracción graduada con un diámetro de núcleo normal de 50 µm y un diámetro de revestimiento normal de 125 µm.
ITU G.652 trata sobre NDSF (fibra desplazada sin dispersión) monomodo, que constituía la mayoría de los cables de fibra óptica instalados en la década de 1980. Y la transmisión se produce en el rango de 310 nm, donde la dispersión de la señal es mínima. La fibra G.652 admite las siguientes distancias y velocidades de datos: 2,5 Gbps en 1 km, 000 Gbps en 1 km y 60 Gbps en 40 km.
El estándar ITU G.653 aborda las fibras monomodo con dispersión desplazada. Estas fibras utilizan un enfoque de diseño que tiene como objetivo "desplazar" el rango de longitud de onda hasta la región de minimización de dispersión de 550 nm. En este rango, la atenuación también se minimiza, lo que permite ampliar las distancias de los cables.
ITUG.655 analiza las fibras monomodo NZ-DSF (fibra de dispersión desplazada distinta de cero), que utilizan propiedades de dispersión para suprimir el crecimiento de la mezcla de cuatro ondas. La fibra NZ-DSF admite señales de alta potencia y distancias más largas, así como canales DWDM (WDM denso) muy espaciados con un rendimiento de 2,5 OGbps o superior. Admite las siguientes distancias y velocidades de datos: 6000 Gbps para 10 km, 400 Gbps para 40 km y 25 Gbps para XNUMX km.
El estándar G.655 es el último desarrollo en fibras ópticas. En particular, el estándar G.655 está optimizado para el funcionamiento de cables de fibra óptica de larga distancia, como cables WDM y cables submarinos. Utiliza dispersión, lo que da buenos resultados. La dispersión ayuda a reducir los efectos de la mezcla de cuatro ondas (FWM). Este efecto ocurre en los sistemas DWDM cuando se mezclan tres longitudes de onda y la cuarta longitud de onda resultante se superpone e interfiere con la señal original.
Con DWDM, una sola fibra puede transmitir varios miles de circuitos λ. Un circuito λ es una sublongitud de onda de luz específica en la ventana óptica. Tiene todas las funciones de un solo circuito. λ se implementa mediante multiplexación por división de frecuencia. Cada λ puede considerarse como un color específico de luz infrarroja transmitida a una velocidad de 800 bit/s o más. Por ejemplo, PowerMux de Avanex puede colocar más de 2,5 canales en una sola fibra con un espacio de XNUMX GHz entre canales. Dado que cada fibra puede tener varios miles de λs, también resulta conveniente para las empresas de comunicaciones alquilar longitudes de onda enteras de fibra a empresas. Ver “Redes de fibra óptica”. La alternativa a DWDM es la nueva tecnología de modulación de fibra, que mejora la funcionalidad de las fibras existentes. Sistemas de modulación de fibra óptica. La fibra óptica FDM proporciona acceso a todo el ancho de banda de la fibra.
Características de rendimiento de la fibra óptica.
Ciertas características de la fibra óptica limitan su rendimiento. Las fibras de diferentes fabricantes pueden variar en estas características. Los principales factores que limitan el rendimiento son la atenuación y la difusión.
