Um “modo” é um feixe de luz que entra na fibra a uma velocidade angular específica. A fibra multimodo permite que vários feixes de luz se propaguem simultaneamente na fibra, resultando em dispersão de modo (porque cada “modo” de luz entra na fibra em um ângulo diferente, eles chegam na outra extremidade em momentos diferentes, um recurso chamado modo dispersão.) A técnica de dispersão de modo limita a largura de banda e a distância da fibra multimodo, resultando em um núcleo espesso, baixa velocidade de transmissão, distância de transmissão curta e baixo desempenho geral da transmissão. No entanto, a fibra multimodo tem a vantagem de custo relativamente baixo e é comumente usada em edifícios ou ambientes geograficamente adjacentes. A fibra monomodo permite que apenas um feixe de luz se propague, portanto, não exibe características de dispersão de modo. Como resultado, a fibra monomodo apresenta um núcleo correspondentemente fino, ampla largura de banda de transmissão, alta capacidade e longa distância de transmissão, mas é mais cara devido à exigência de uma fonte de laser.
Fibra de modo único
A fibra monomodo possui apenas um fio (dois fios na maioria das aplicações) de fibra de vidro com um diâmetro de núcleo variando de 8.3 μm a 10 μm. Devido ao diâmetro do núcleo relativamente estreito, a fibra monomodo só pode transmitir sinais ópticos com comprimentos de onda de 1310 nm ou 1550 nm, o que torna relativamente difícil o acoplamento com dispositivos ópticos. A largura de banda da fibra monomodo é maior do que a da fibra multimodo, mas, ao mesmo tempo, isso também exige muito da largura espectral e da estabilidade da fonte de luz. Em outras palavras, a largura espectral deve ser estreita e a estabilidade deve ser boa.
Devido à sua baixa dispersão e transmissão de apenas um modo de luz, a fibra monomodo pode alcançar alta capacidade de transmissão de longa distância. Em redes Ethernet de 100 Mbps para 1G Gigabit, a fibra monomodo pode suportar distâncias de transmissão de mais de 5000 m. Como o diâmetro do núcleo da fibra monomodo é muito pequeno, é difícil controlar a transmissão do feixe, por isso requer um laser extremamente caro como fonte de luz. Além disso, com sua taxa de transmissão mais alta em comparação com a fibra multimodo e a distância de transmissão pelo menos 50 vezes maior que a da fibra multimodo, o custo da fibra monomodo é maior do que o da fibra multimodo.
Para módulos ópticos de modo único, LD (diodo laser) ou LED (diodo emissor de luz) com linhas espectrais mais estreitas são geralmente usados como fonte de luz, e os componentes de acoplamento são dimensionados para corresponder à fibra monomodo para alcançar alta velocidade transmissão.
Em comparação com as fibras multimodo, as fibras monomodo têm um diâmetro de núcleo muito menor. A combinação do pequeno diâmetro do núcleo e da transmissão monomodo permite a transmissão de sinais ópticos em fibras monomodo sem distorção devido à sobreposição de pulsos ópticos. Entre todos os tipos de fibra, a fibra monomodo tem a menor taxa de atenuação de sinal e a maior velocidade de transmissão.
A fibra de modo único é usada principalmente em WDM (Wave-Division-Multiplexing) e outras aplicações de transmissão de dados de multifrequência, onde os sinais ópticos multiplexados podem ser transmitidos usando apenas uma fibra de modo único.
Fibra multimodo
A fibra multimodo é outro tipo de fibra comum com um diâmetro de núcleo de 50μm a 100μm e um comprimento de onda operacional de 850nm ou 1310nm. É relativamente fácil de acoplar com dispositivos ópticos. A fibra multimodo pode transmitir vários modos em um determinado comprimento de onda operacional.
Em comparação com o par trançado, a fibra multimodo pode suportar distâncias de transmissão mais longas, até 2000 metros em Ethernet de 10mbps e 100mbps. Fibras multimodo comuns estão disponíveis em diâmetros de núcleo de 50μm, 62.5μm e 100μm.
Devido à transmissão de até centenas de modos na fibra multimodo, as constantes de propagação e as velocidades de grupo de cada modo variam, tornando a largura de banda estreita da fibra, grande dispersão e perda na fibra. Essa limitação restringe a frequência do sinal digital transmitido, portanto, é adequado apenas para sistemas de comunicação de fibra óptica de curta e média distância, de pequena capacidade, geralmente limitados a distâncias de transmissão de alguns quilômetros.
Ao contrário dos módulos ópticos monomodo, os módulos ópticos multimodo geralmente usam LEDs mais baratos como fonte de luz, e os componentes de acoplamento são dimensionados principalmente para corresponder à fibra multimodo para obter o efeito de transmissão ideal.
Comparada com a fibra monomodo, a fibra multimodo é menos dispendiosa. Com base nas necessidades práticas, a maior parte da fibra usada na maioria das LANs hoje é fibra multimodo.
Diferença entre fibra monomodo e fibra multimodo
1. A fibra monomodo suporta transceptores de fibra única, que são implementados usando comprimentos de onda de 1500nm para transmissão e comprimentos de onda de 1300nm para recepção em uma extremidade, e o oposto na outra extremidade, usando comprimentos de onda de 1500nm para recepção e comprimentos de onda de 1300nm para transmissão. Algumas pessoas se referem a isso como duplex. Na verdade, não é totalmente correto dizer isso, deveria ser chamado de multiplexação. A fibra multimodo suporta apenas transceptores de fibra dupla porque o modo múltiplo usa refração para transmissão e não consegue enviar dois comprimentos de onda em direções diferentes na fibra. Apenas um comprimento de onda pode ser usado e não pode ser multiplexado.
2. O diâmetro do núcleo da fibra monomodo é pequeno (cerca de 10mm), permitindo apenas um modo de transmissão, com pequena dispersão, e opera em comprimentos de onda longos (1310nm e 1550nm). O acoplamento com dispositivos ópticos é relativamente difícil. Por outro lado, a fibra multimodo possui maior diâmetro de núcleo (62.5mm ou 50m m), permitindo a transmissão de centenas de modos, com maior dispersão, e opera em 850nm ou 1310nm. O acoplamento com dispositivos ópticos é relativamente fácil.
3. O logotipo da fibra multimodo é “MMF”, enquanto o logotipo da fibra monomodo é “SMF”. Ao conectar a fibra em um dispositivo e examinar o interior, se houver luz, significa fibra multimodo e, se não houver luz, indica fibra monomodo (o princípio da fibra monomodo é usar o laser como fonte de luz, enquanto a fibra multimodo usa dois tubos excitados como fonte de luz).
Escolhendo fibra monomodo ou multimodo?
Em aplicações de segurança, o fator decisivo mais comum para escolher entre fibra multimodo ou monomodo é a distância. Se a distância for de apenas alguns quilômetros, a fibra multimodo é a preferida. Isso ocorre porque os transmissores/receptores de LED são muito mais baratos do que o laser necessário para a fibra monomodo. Se a distância for superior a 5 milhas, a fibra monomodo é a melhor escolha. Outra questão a considerar é a largura de banda. Se as aplicações futuras puderem incluir a transmissão de sinais de dados de grande largura de banda, a fibra monomodo seria a escolha ideal.
Resumo
A fibra monomodo é adequada para transmissão de longa distância, mas tem um custo mais alto. A fibra multimodo, por outro lado, é adequada para transmissão de curta distância e é mais acessível. Ao escolher patch cords de fibra óptica, é importante não fazer escolhas cegas. Em primeiro lugar, você deve ter clareza sobre suas necessidades específicas, incluindo o tipo de sistema de cabeamento que está usando e a distância que precisa transmitir. Com base nesses fatores, você pode escolher o patch cord de fibra ótica apropriado que melhor atenda às suas necessidades.
