fibra monomodo-
Fibras ópticasque solo pueden transmitir un modo se denominan fibras-monomodo. Las fibras monomodo-solo pueden transmitir el modo fundamental (modo de orden más bajo) y no hay diferencia de retardo entre-modo. Por lo tanto, tienen un ancho de banda mucho mayor que las fibras multimodo, lo cual es crucial para la transmisión de datos de alta-velocidad. El ancho de banda de las fibras monomodo- suele estar en el rango de decenas de GHz·km o más.
La estructura de una fibra monomodo-de índice escalonado-se muestra en la Figura 2-13. La fibra monomodo-tiene un diámetro de núcleo pequeño para garantizar la transmisión monomodo-, pero el diámetro de su revestimiento es más de diez veces mayor que el diámetro del núcleo para evitar pérdidas ópticas. Las funciones de cada parte de la estructura de fibra monomodo-son similares a las de la fibra multimodo. La diferencia es que el diámetro del núcleo se expresa utilizando el diámetro del campo modal dependiente de la longitud de onda *w*. Este tipo de fibra se utiliza ampliamente en la ingeniería de comunicaciones de fibra óptica moderna.
La Figura 2-13 muestra la estructura de una fibra óptica monomodo de índice escalonado.
Los parámetros dimensionales de las fibras ópticas monomodo-de los tipos B1.1 y B4 se muestran en las Tablas 2-1 y 2-2.
| Nombre | Parámetro |
|---|---|
| Modo de 1310 nm-diámetro de campo | [(8.6 ~ 9.5) ± 0.7] µm |
| Diámetro del revestimiento | (125 ± 1) µm |
| Error de concentricidad de la fibra de 1310 nm | Menor o igual a 0,8 µm |
| Revestimiento no-circularidad | Menor o igual al 2% |
| Diámetro del revestimiento (color primario) | (245 ± 10) µm |
| Diámetro del revestimiento (coloreado) | (250 ± 15) µm |
| Error de concentricidad del revestimiento/revestimiento | Menor o igual a 12,5 µm |
Tabla 2-1 Parámetros de tamaño de la fibra monomodo B1.1
| Nombre | Parámetro |
|---|---|
| Modo de 1550 nm-diámetro de campo | [(8.0 ~ 11.0) ± 0.7] µm |
| Diámetro del revestimiento | (125 ± 1) µm |
| Error de concentricidad de la fibra de 1550 nm | Menor o igual a 0,8 µm |
| Revestimiento no-circularidad | Menor o igual al 2% |
| Diámetro del revestimiento (color primario) | (245 ± 10) µm |
| Diámetro del revestimiento (coloreado) | (250 ± 15) µm |
| Error de concentricidad del revestimiento/revestimiento | Menor o igual a 12,5 µm |
Tabla 2-2 Parámetros de tamaño de la fibra monomodo B4
Estándares y aplicaciones de fibra monomodo-
La fibra monomodo-, con sus ventajas de baja atenuación, amplio ancho de banda, gran capacidad, bajo costo y facilidad de expansión, es un medio de transmisión de comunicaciones ópticas ideal y se ha utilizado ampliamente en todo el mundo. Actualmente, con el desarrollo de la sociedad de la información, los investigadores han desarrollado amplificadores de fibra, tecnologías de multiplexación por división de tiempo-(TDM), de multiplexación por división de longitud de onda-(WDM) y de multiplexación por división de frecuencia-(FDM), mejorando aún más la distancia de transmisión, la capacidad de comunicación y la velocidad de transmisión de la fibra monomodo-.
Vale la pena señalar que, si bien los amplificadores de fibra amplían las distancias de transmisión y las tecnologías de multiplexación brindan transmisión de señales de alta-velocidad y alta-capacidad, también aumentan el impacto de la dispersión y los efectos no lineales en la calidad de transmisión del sistema. Por lo tanto, se han investigado y desarrollado específicamente varios tipos de fibras ópticas: fibra de dispersión-desplazada, fibra de dispersión-no nula-fibra desplazada, fibra de dispersión-aplanada y fibra de dispersión-compensada, cada una con sus ventajas únicas para abordar los efectos de dispersión y no lineales.
Las fibras ópticas-monomodo se pueden clasificar en cinco tipos según si presentan longitud de onda de dispersión cero-y cambio de longitud de onda de corte. El Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) emitió recomendaciones para cuatro de estos tipos en octubre de 2000: fibras G.652, G.653, G.654 y G.655. La correspondencia entre las convenciones de nomenclatura IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) y UIT-T para fibras ópticas monomodo-se muestra en la Figura 2-14.
| Nombre chino | UIT-T | CEI |
|---|---|---|
| Fibra monomodo- | ||
| Fibra monomodo-sin dispersión desplazada | G.652 A/B/C | B1.1 y B1.3 |
| Fibra monomodo-de dispersión desplazada | G.653 | B2 |
| Cortar-la fibra monomodo-con longitud de onda desplazada | G.654 | B1.2 |
| Fibra monomodo-desplazada de dispersión distinta de cero | G.655 A/B | B4 |
| Fibra monomodo-desplazada de dispersión distinta de cero de banda ancha | - | - |
| Fibra monomodo-insensible a la curvatura- | - | - |
La Figura 2-14 muestra la correspondencia entre las distintas fibras ópticas monomodo-nombradas por IEC y ITU-T.
G.652: fibra monomodo-desplazada-sin dispersión
El texto estándar subdivide aún más la fibra G.652 en G.652A, G.652B y G.652C según su atenuación, dispersión, dispersión del modo de polarización, rango de longitud de onda operativa y aplicación en sistemas SDH a diferentes velocidades de transmisión. En esencia, la fibra G.652 se puede dividir en dos tipos: fibra monomodo-convencional (G.652A y G.652B) y fibra monomodo-de picos de agua-bajos-(G.652C).
(1) Fibra monomodo-convencional: La fibra monomodo-convencional comenzó a utilizarse comercialmente en 1983. Sus características de rendimiento son: dispersión cero a una longitud de onda de 1310 nm; coeficiente de atenuación mínimo cerca de una longitud de onda de 1550 nm, aproximadamente 0,22 dB/km, pero coeficiente de dispersión máximo de 17 ps/(nm·km) cerca de 1550 nm; La longitud de onda de trabajo de esta fibra se puede seleccionar en las regiones de longitud de onda de 1310 nm y 1550 nm, con su longitud de onda de trabajo óptima en la región de 1310 nm. Esta fibra suele denominarse fibra monomodo "convencional" o "estándar" y actualmente es la fibra más utilizada. Hasta la fecha, su despliegue acumulado en todo el mundo ha alcanzado los 7 x 10⁻⁶ km.
(2) Fibra monomodo-con picos de agua-bajos-: para abordar los desafíos que enfrentan las redes de área metropolitana (MAN), como entornos de servicios complejos y variables, una gran cantidad de usuarios con soporte directo y distancias de transmisión cortas (normalmente solo 50-80 km), la solución adoptada es utilizar tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (HDWDM) de alta-densidad con decenas a cientos de longitudes de onda multiplexadas. Esto implica asignar servicios de diferentes velocidades y características a diferentes longitudes de onda y realizar enrutamiento y demultiplexación en la ruta óptica. Por lo tanto, es necesario desarrollar fibra monomodo-de bajo-pico-de agua- (ITU-T G.652C) con un rango de longitud de onda operativa más amplio para satisfacer las necesidades del desarrollo de HDWDM MAN.
Dispersión G.653-Fibra monomodo desplazada-
La fibra monomodo- de dispersión-desplazada (ITU-T G.653) se comercializó en 1985. La fibra monomodo-de dispersión-desplazada-lo logra alterando los parámetros estructurales de la fibra y la distribución del índice de refracción para aumentar la dispersión de la guía de onda, cambiando así el punto mínimo de dispersión cero-de 1310 nm a 1550 nm. Esto da como resultado que la longitud de onda de atenuación más baja a 1550 nm sea consistente con la longitud de onda de dispersión cero y funcione dentro del rango de longitud de onda operativa de 1530 a 1565 nm de los amplificadores de fibra con balasto. Este tipo de fibra es ideal para sistemas de amplificación óptica de larga-distancia, de un solo-canal y de alta-velocidad; por ejemplo, se puede implementar un sistema de 20 Gbit/s directamente en esta fibra sin ninguna medida de compensación de dispersión.
La aplicación más prometedora de la fibra monomodo- de dispersión-desplazada son los sistemas de comunicación de fibra óptica submarina para la transmisión de señales de un solo canal-de larga-distancia. Además, también se ha desplegado un cierto número de fibras monomodo-de dispersión-desplazada en redes terrestres de comunicaciones cableadas de larga-distancia.
G. 654-Longitud de onda de corte desplazada Fibra monomodo-
La fibra monomodo-con longitud de onda de corte-desplazada de 1550 nm (ITU-T G.654) es una fibra sin-dispersión-desplazada con una longitud de onda de dispersión cero-alrededor de 1310 nm. La longitud de onda de corte se desplaza a un rango de longitud de onda más largo, lo que produce una atenuación mínima en la región de longitud de onda de 1550 nm. Su rango de longitud de onda de funcionamiento óptimo es de 1500 a 1600 nm.
El método para obtener fibra de baja-atenuación implica el uso de un núcleo de vidrio de sílice pura y un revestimiento empotrado dopado con flúor-; La longitud de onda de corte larga reduce la sensibilidad de la fibra a las pérdidas inducidas por la flexión.
Debido a que este tipo de fibra es particularmente difícil de fabricar y muy cara, rara vez se utiliza. Se utiliza principalmente en sistemas de comunicación de fibra óptica submarinos sin repetidores con largas distancias de transmisión donde no se pueden insertar dispositivos activos.
G.655-Fibra monomodo desplazada sin-dispersión cero-
La fibra monomodo-desplazada-dispersión no nula- (ITU-T G.655) es un nuevo tipo de fibra óptica diseñada y fabricada en 1994 por Lucent Technologies y Corning Incorporated específicamente para la próxima-generación de sistemas de transmisión de multiplexación por división de longitud de onda con amplificadores de fibra. Esta fibra se basa en una fibra monomodo-desplazada- y, al cambiar la estructura del perfil refractivo, la dispersión a una longitud de onda de 1550 nm se hace distinta de-cero; de ahí el nombre de fibra monomodo no-dispersión cero-desplazada-.
Fibra monomodo-plana-de dispersión
En 1988 se comercializó la fibra monomodo-plana-de dispersión. Esta fibra exhibe una baja dispersión en el rango de longitud de onda de 1310 a 1550 nm y posee dos longitudes de onda de dispersión cero-, a saber, 1310 nm y 1550 nm. Esta fibra se puede utilizar con láseres que tengan una longitud de onda central más amplia y láseres estándar que funcionen a 1310 nm y 1550 nm para transmisión de alta-velocidad con LED. Sin embargo, la fibra monomodo-plana- de dispersión tiene un perfil de índice de refracción complejo, lo que dificulta su fabricación, y su alta atenuación limita su aplicación práctica. El rendimiento y las aplicaciones de la fibra monomodo-plana-de dispersión se muestran en la Tabla 2-8.
| Actuación | Modo Diámetro de campo (μm) | Diámetro del revestimiento (nm) | Longitud de onda de dispersión cero (nm) | Longitud de onda operativa (nm) | Pérdida máxima por macroflexión (dB·km⁻¹) | Dispersión máxima del modo de polarización (ps·√km)⁻¹ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Requisito | 8 (1310 nm) 11 (1550 nm) | Menor o igual a 125 | 1310 y 1550 | 1310 a 1550 | Menor o igual a 0,25 (1310 nm) Menor o igual a 0,30 (1550 nm) | 0 (1310 nm) 0 (1550 nm) |
Escenario de aplicación: este tipo de fibra es particularmente adecuado para entornos con baja dispersión de flexión interna en el rango de longitud de onda operativa de 1310 a 1550 nm.
Fibra monomodo-con dispersión-compensada
Con la aplicación de amplificadores de fibra óptica, la atenuación ya no es una limitación importante en la distancia de los sistemas de comunicación de fibra óptica. Sin embargo, la dispersión obstaculiza gravemente la actualización y expansión de las longitudes de onda operativas de fibra monomodo-convencional de 1310 nm a 1550 nm. Para abordar este problema práctico, se ha desarrollado fibra monomodo-con dispersión-compensada.
La fibra monomodo-con dispersión-compensada es un tipo de fibra monomodo-con una dispersión negativa significativa a una longitud de onda de 1550 nm. Los resultados experimentales actuales muestran que el coeficiente de dispersión de la fibra monomodo-con dispersión-compensada oscila entre 50 y -548 ps/(nm·km), y la atenuación suele ser de 0,5 a 1,0 dB/km.
Cuando la longitud de onda operativa de un sistema de fibra monomodo-convencional se actualiza de 1310 nm a 1550 nm, su dispersión total es positiva. Al agregar una sección de fibra de dispersión negativa al sistema, se puede cancelar la dispersión positiva a 1550 nm en decenas de kilómetros de fibra monomodo- convencional, mejorando así la longitud de onda operativa de la fibra monomodo- convencional instalada de 1310 nm a 1550 nm, logrando así transmisión de alta-velocidad, larga-distancia y alta-capacidad. La atenuación introducida por la adición de fibra monomodo-con compensación de dispersión-puede compensarse completamente mediante el amplificador de fibra.
Fibra multimodo
Como sugiere el nombre, la fibra multimodo es una fibra óptica que permite que se transmitan múltiples modos dentro de ella o, en otras palabras, se permite que existan múltiples modos de transmisión separados en la fibra multimodo.
Estándares y aplicaciones de fibra multimodo
Fibra multimodo de modo graduado-
La fibra G.651 es una fibra multimodo de índice graduado-que se utiliza principalmente para la transmisión de señales analógicas o digitales en las regiones de longitud de onda de 850 nm y 1310 nm. Su diámetro de núcleo es de 50 µm y su diámetro de revestimiento es de 125 µm. En la región de longitud de onda de 850 nm, el coeficiente de atenuación es inferior a 4 dB/km y el coeficiente de dispersión es inferior a 120 ps/(nm·km); en la región de longitud de onda de 1310 nm, el coeficiente de atenuación es inferior a 2 dB/km y el coeficiente de dispersión es inferior a 6 ps/(nm·km).
Fibra multimodo en modo degradado-
La estructura de la fibra multimodo de índice-graduado se muestra en la Figura 2-18. Este tipo de fibra incluye los tipos Ala, Alb, Alc y Ald. Pueden fabricarse con vidrio multicomponente o vidrio de sílice dopado. Para reducir la atenuación de la fibra, los materiales utilizados para fabricar fibras multimodo de índice gradual-tienen una pureza mucho mayor que los utilizados en la mayoría de las fibras multimodo de índice escalonado. Es precisamente debido a la distribución gradual del índice de refracción y a la menor atenuación que las fibras multimodo de índice-graduado superan a las fibras multimodo de índice escalonado.
Paso-indexar fibra multimodo
La estructura de la fibra multimodo de índice de paso-se muestra en la Figura 2-19. Este tipo de fibra se presenta en tres categorías (A2, A3 y A4) y nueve variedades. Se puede utilizar vidrio multicomponente, vidrio dopado o plástico para fabricar el núcleo y el revestimiento. Debido a su gran tamaño de núcleo y gran apertura numérica, estas fibras multimodo se pueden acoplar de manera más efectiva a fuentes de luz incoherentes, como los diodos emisores de luz (LED). Las conexiones de enlace se pueden realizar utilizando conectores moldeados por inyección-económicos, lo que reduce el costo general de construcción de la red. Por lo tanto, la fibra multimodo de índice escalonado, especialmente la fibra plástica A4, desempeña un papel importante en las comunicaciones de corta distancia.
