Un “modo” es un haz de luz que ingresa a la fibra a una velocidad angular específica. La fibra multimodo permite que múltiples haces de luz se propaguen simultáneamente en la fibra, lo que resulta en una dispersión de modo (debido a que cada "modo" de luz ingresa a la fibra en un ángulo diferente, llegan al otro extremo en diferentes momentos, una característica llamada modo dispersión). La técnica de dispersión de modo limita el ancho de banda y la distancia de la fibra multimodo, lo que da como resultado un núcleo grueso, baja velocidad de transmisión, distancia de transmisión corta y un rendimiento general de transmisión deficiente. Sin embargo, la fibra multimodo tiene la ventaja de un costo relativamente bajo y se usa comúnmente en edificios o entornos geográficamente adyacentes. La fibra monomodo solo permite que se propague un haz de luz, por lo que no presenta características de dispersión de modo. Como resultado, la fibra monomodo presenta un núcleo correspondientemente delgado, ancho de banda de transmisión amplio, alta capacidad y larga distancia de transmisión, pero es más costosa debido al requisito de una fuente láser.
Fibra monomodo
La fibra monomodo tiene solo un hilo (dos hilos en la mayoría de las aplicaciones) de fibra de vidrio con un diámetro de núcleo que oscila entre 8.3 μm y 10 μm. Debido al diámetro del núcleo relativamente estrecho, la fibra monomodo solo puede transmitir señales ópticas con longitudes de onda de 1310 nm o 1550 nm, lo que dificulta relativamente el acoplamiento con dispositivos ópticos. El ancho de banda de la fibra monomodo es mayor que el de la fibra multimodo, pero al mismo tiempo esto también impone grandes exigencias en cuanto al ancho espectral y la estabilidad de la fuente de luz. En otras palabras, el ancho espectral debe ser estrecho y la estabilidad debe ser buena.
Debido a su baja dispersión y transmisión de un solo modo de luz, la fibra monomodo puede lograr una transmisión de larga distancia de alta capacidad. En redes Ethernet de 100Mbps a 1G Gigabit, la fibra monomodo puede soportar distancias de transmisión de más de 5000m. Debido a que el diámetro del núcleo de la fibra monomodo es demasiado pequeño, es difícil controlar la transmisión del haz, por lo que requiere un láser extremadamente costoso como fuente de luz. Además, con su tasa de transmisión más alta en comparación con la fibra multimodo y la distancia de transmisión al menos 50 veces mayor que la de la fibra multimodo, el costo de la fibra monomodo es más alto que el de la fibra multimodo.
Para módulos ópticos monomodo, LD (diodo láser) o LED (diodo emisor de luz) con líneas espectrales más estrechas se utilizan generalmente como fuente de luz, y los componentes de acoplamiento tienen el tamaño adecuado para que coincidan con la fibra monomodo para lograr una alta velocidad. transmisión.
En comparación con las fibras multimodo, las fibras monomodo tienen un diámetro de núcleo mucho más pequeño. La combinación del pequeño diámetro del núcleo y la transmisión monomodo permite la transmisión de señales ópticas en fibras monomodo sin distorsión debido a la superposición de pulsos ópticos. Entre todos los tipos de fibra, la fibra monomodo tiene la tasa de atenuación de señal más baja y la velocidad de transmisión más alta.
La fibra monomodo se usa principalmente en WDM (multiplexación por división de ondas) y otras aplicaciones de transmisión de datos de frecuencia múltiple, donde las señales ópticas multiplexadas se pueden transmitir utilizando solo una fibra monomodo.
Fibra multimodo
La fibra multimodo es otro tipo de fibra común con un diámetro de núcleo de 50 μm a 100 μm y una longitud de onda operativa de 850 nm o 1310 nm. Es relativamente fácil de acoplar con dispositivos ópticos. La fibra multimodo puede transmitir múltiples modos en una determinada longitud de onda operativa.
En comparación con el par trenzado, la fibra multimodo puede admitir distancias de transmisión más largas, hasta 2000 metros en Ethernet de 10 Mbps y 100 Mbps. Las fibras multimodo comunes están disponibles en diámetros de núcleo de 50 μm, 62.5 μm y 100 μm.
Debido a la transmisión de hasta cientos de modos en la fibra multimodo, las constantes de propagación y las velocidades de grupo de cada modo varían, lo que hace que la fibra tenga un ancho de banda estrecho, una gran dispersión y pérdidas en la fibra. Esta limitación restringe la frecuencia de la señal digital transmitida, por lo que sólo es apta para sistemas de comunicación de fibra óptica de pequeña capacidad y corta y media distancia, generalmente limitada a distancias de transmisión de unos pocos kilómetros.
A diferencia de los módulos ópticos monomodo, los módulos ópticos multimodo generalmente usan LED menos costosos como fuente de luz, y los componentes de acoplamiento en su mayoría están dimensionados para coincidir con la fibra multimodo para lograr el efecto de transmisión óptimo.
En comparación con la fibra monomodo, la fibra multimodo es menos costosa. Según las necesidades prácticas, la mayor parte de la fibra utilizada en la mayoría de las LAN hoy en día es fibra multimodo.
Diferencia entre fibra monomodo y fibra multimodo
1. La fibra monomodo admite transceptores de fibra única, que se implementan utilizando longitudes de onda de 1500 nm para la transmisión y longitudes de onda de 1300 nm para la recepción en un extremo, y el opuesto en el otro extremo, utilizando longitudes de onda de 1500 nm para la recepción y longitudes de onda de 1300 nm para la transmisión. Algunas personas se refieren a esto como dúplex. De hecho, no es del todo exacto decirlo, debería llamarse multiplexación. La fibra multimodo solo admite transceptores de fibra dual porque la multimodo utiliza la refracción para la transmisión y no puede lograr enviar dos longitudes de onda en diferentes direcciones en la fibra. Solo se puede usar una longitud de onda y no se puede multiplexar.
2. El diámetro del núcleo de la fibra monomodo es pequeño (alrededor de 10 mm), lo que permite la transmisión en un solo modo, con una pequeña dispersión y opera en longitudes de onda largas (1310nm y 1550nm). El acoplamiento con dispositivos ópticos es relativamente difícil. Por otro lado, la fibra multimodo tiene un diámetro de núcleo más grande (62.5 mm o 50 m m), lo que permite la transmisión de cientos de modos, con mayor dispersión y opera a 850 nm o 1310 nm. El acoplamiento con dispositivos ópticos es relativamente fácil.
3. El logotipo de fibra multimodo es "MMF", mientras que el logotipo de fibra monomodo es "SMF". Al enchufar la fibra en un dispositivo y examinar el interior, si hay luz, significa fibra multimodo, y si no hay luz, indica fibra monomodo (el principio de la fibra monomodo es usar el láser como fuente de luz, mientras que la fibra multimodo utiliza dos tubos excitados como fuente de luz).
¿Elegir fibra monomodo o multimodo?
En aplicaciones de seguridad, el factor decisivo más común para elegir entre fibra multimodo o monomodo es la distancia. Si la distancia es de solo unas pocas millas, se prefiere la fibra multimodo. Esto se debe a que los transmisores/receptores LED son mucho más económicos que el láser necesario para la fibra monomodo. Si la distancia supera las 5 millas, la fibra monomodo es la mejor opción. Otro tema a considerar es el ancho de banda. Si las aplicaciones futuras pueden incluir la transmisión de señales de datos de gran ancho de banda, entonces la fibra monomodo sería la opción óptima.
Resumen
La fibra monomodo es adecuada para la transmisión a larga distancia, pero tiene un costo mayor. La fibra multimodo, por otro lado, es adecuada para la transmisión de corta distancia y es más asequible. Al elegir latiguillos de fibra óptica, es importante no elegir a ciegas. En primer lugar, debe tener claras sus necesidades específicas, incluido el tipo de sistema de cableado que está utilizando y la distancia que necesita para transmitir. En función de estos factores, puede elegir el latiguillo de fibra óptica adecuado que mejor se adapte a sus necesidades.
