A fibra óptica é o produto mais básico e comumente utilizado na área de comunicações.. A fibra óptica pode ser dividida em fibra óptica monomodo e fibra óptica multimodo.. em uma frase curta, A fibra óptica monomodo é adequada para transmissão de comunicação de longa distância, enquanto a fibra óptica multimodo é adequada para transmissão de comunicação de curta distância.
Índice
- Fibra Óptica Monomodo
- Fibra Óptica Multimodo
- Tipos de fibra monomodo e multimodo
- Diferenças entre fibra óptica monomodo e multimodo
- Perguntas frequentes
- Que tipo de fibra óptica devo escolher??
- Por que a distância de transmissão da fibra óptica multimodo não é tão longa quanto a do modo único??
- Diferenças entre transceptores de fibra óptica multimodo e monomodo
- As fibras ópticas monomodo/multimodo podem ser misturadas com módulos ópticos monomodo/multimodo??
- Como escolher o cabo de fibra óptica certo?
- Como decidir entre uma conexão de fibra óptica fixa ou removível?
- Em conexões fixas de fibra óptica, Devo escolher união mecânica ou fusão térmica??
Fibra Óptica Monomodo
Quando as dimensões geométricas da fibra óptica (principalmente o diâmetro do núcleo) estão próximos do comprimento de onda da luz, como um diâmetro do núcleo d1 na faixa de 5 ~ 10 µm, A fibra óptica permite apenas um modo de propagação (modo básico HE11), com todos os outros modos superiores completamente esmaecidos. A fibra óptica que transmite dessa forma é chamada de fibra óptica monomodo..
A taxa de transmissão da fibra óptica monomodo é 100M/s ou 1G/s, com uma distância de transmissão superior a 5 km. Geralmente, A fibra óptica monomodo é usada para transmissão de sinal de longa distância. Sua fonte de luz é uma fonte de luz laser, com comprimentos de onda aplicáveis de 1310nm/1550nm. A cor do fio é geralmente amarela, e os conectores são em sua maioria azuis ou verdes.
Como possui apenas um modo de propagação, evita o problema da dispersão modal, portanto, a fibra óptica monomodo Tem uma largura de banda muito ampla, especialmente adequado para comunicação de fibra óptica de grande capacidade. Portanto, para alcançar transmissão de modo único, É necessário que os parâmetros da fibra óptica atendam a determinadas condições. Por exemplo, através de cálculos de fórmulas, para uma fibra óptica com NA = 0,12 e para obter transmissão monomodo em comprimentos de onda maiores que λ = 1,3 µm, o raio do núcleo da fibra deve ser ≤4,2 µm, quer dizer, seu diâmetro central d1 deve ser ≤8,4 µm. Como o diâmetro do núcleo do cabo de fibra óptica monomodo é muito pequeno, Isso impõe requisitos mais rígidos ao seu processo de fabricação..
Fibra Óptica Multimodo
Quando as dimensões geométricas da fibra óptica (principalmente o diâmetro do núcleo d1) Eles são muito mais longos que o comprimento de onda da luz, Pode haver dezenas ou até centenas de modos de propagação em fibra óptica.. A fibra óptica que transmite desta forma é chamada de fibra óptica multimodo..
O núcleo do cabo de fibra óptica multimodo é 50μm/62,5μm, com uma taxa típica de 100M/s, e a distância de transmissão pode chegar a 2km, 1 G/s pode atingir 1000m, S 10 G/s pode atingir 550m. Sua fonte de luz é uma fonte de luz LED, com comprimentos de onda aplicáveis de 850nm/1310nm. A cor do cabo Gigabit é principalmente laranja, e para 10 Gigabit é principalmente azul água, com conectores principalmente em cinza branco.
Porque diferentes modos de propagação têm diferentes velocidades e fases de propagação, a transmissão de longa distância pode resultar em atrasos e ampliação dos pulsos de luz. Este fenômeno é chamado de dispersão modal da fibra óptica. (também chamada de dispersão intermodal). A dispersão modal faz com que a largura de banda da fibra óptica multimodo diminua, reduzindo sua capacidade de transmissão, portanto, A fibra óptica multimodo é adequada apenas para comunicação de capacidade de fibra óptica mais pequena.
Tipos de fibra monomodo e multimodo
Entre os tipos de fibra óptica monomodo estão G652, G655 e G657. Por outro lado, Os tipos de fibra óptica multimodo incluem OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5.
Os patch cables OM5 são geralmente de cor verde limão. Ao contrário dos cabos patch OM4, que suportam apenas a transmissão de um único comprimento de onda por vez, Os OM5s podem suportar até quatro comprimentos de onda simultaneamente e ter uma distância de transmissão maior. Isso os torna amplamente aplicáveis à infraestrutura de cabeamento 40G/100G em data centers.. OM1/OM2 são amplamente utilizados em ambientes internos e geralmente são de cor laranja. OM3/OM4 são geralmente azul água, mas eles também estão disponíveis em roxo e magenta, e são usados principalmente para cabeamento de 10G a 40G/100G em data centers.
Diferenças entre fibra óptica monomodo e multimodo
Diâmetro do núcleo
A principal diferença entre fibra óptica monomodo e multimodo é o diâmetro do núcleo.; o multimodo tem um diâmetro maior, normalmente de 50 o 62,5µm. Embora o diâmetro típico do núcleo da fibra monomodo seja 8 e 10 µm, ambos os tipos têm um diâmetro de revestimento de 125 µm.
Fonte de luz
A fibra óptica geralmente usa lasers ou LEDs como fonte de luz. fontes de luz laser, que são significativamente mais caros que os LEDs, Eles geram luz que pode ser controlada com precisão e tem alta potência. LEDs geram luz mais dispersa (muitos modos de luz), que geralmente é usado para fibra multimodo. Entretanto, fontes de luz laser (que geram luz próxima a um único modo) Eles geralmente são usados para fibra óptica monomodo.
Largura de banda
Fibra óptica multimodo, com seu tamanho de núcleo maior, permite vários modos de transmissão, resultando em dispersão modal e largura de banda mais estreita. Isso resulta em uma taxa de expansão de pulso mais alta, limitando a capacidade de transmissão de informações da fibra multimodo. Por outro lado, A dispersão modal na fibra monomodo é muito menor do que na fibra multimodo., o que lhe dá uma largura de banda muito maior, especialmente adequado para comunicações de alta capacidade.
Cor do revestimento
A cor do revestimento às vezes é usada para distinguir entre cabos patch de fibra óptica monomodo e multimodo.. De acordo com o padrão TIA-598C, em aplicações não militares, fibra monomodo usa um revestimento externo amarelo, enquanto a fibra multimodo usa um revestimento laranja ou água. Dependendo do tipo, alguns fabricantes usam outras cores para diferenciar a fibra OM5 de alto desempenho de outros tipos de fibra.
preço
Embora a fibra multimodo possa suportar vários modos de luz e seu preço seja mais alto que o monomodo, Dispositivos de fibra monomodo geralmente usam diodos laser de estado sólido, que são mais caros. Embora os módulos de fibra monomodo possam transmitir até 150-200 km, módulos de fibra multimodo só podem alcançar até 2 km. Porém, dispositivos usados em módulos de fibra monomodo são aproximadamente duas vezes mais caros que aqueles em módulos de fibra multimodo, portanto, o custo do equipamento de cabo monomodo é muito maior do que o do cabo multimodo.
Sob condições de transmissão de luz de curta distância, especialmente em cenários de cabeamento de rede local, fibra multimodo funciona tão bem quanto monomodo. Portanto, impulsionado pela vantagem de custo, fibra multimodo é mais adequada para construção de data centers.
Perguntas frequentes
Que tipo de fibra óptica devo escolher??
A escolha da fibra óptica deve ser baseada na distância de transmissão e no orçamento total. Se a distância for de alguns quilômetros, a fibra óptica multimodo funcionará bem e o custo do sistema de transmissão (remetentes e destinatários) variará entre 500 S 600 Dólares. Se a distância de transmissão exceder 6-10 quilômetros, se debe optar por fibra óptica monomodo, mas devido ao aumento no custo dos diodos laser, O custo do sistema de transmissão geralmente excederá o 1000 Dólares. Para uso externo, deve ser usado cabos de fibra óptica blindados.
Por que a distância de transmissão da fibra óptica multimodo não é tão longa quanto a do modo único??
Os comprimentos de onda operacionais de fibra óptica incluem o comprimento de onda curto de 850 nm, bem como 1310nm e 1550nm. A perda na fibra óptica geralmente diminui à medida que o comprimento de onda aumenta.. A perda em 850nm é de 2,5dB/km, e a fibra óptica multimodo opera neste comprimento de onda, resultando em perdas consideráveis. Por outro lado, Os comprimentos de onda operacionais para fibra óptica monomodo são 1310nm com uma perda de 0,35dB/km, e 1550nm com perda de 0,20dB/km, Quais são as menores perdas em fibra óptica?.
Diferenças entre transceptores de fibra óptica multimodo e monomodo
- preço: Transceptores de fibra óptica multimodo são mais baratos, enquanto a fibra óptica monomodo é mais cara.
- Distância: Transceptores de fibra óptica multimodo são usados para distâncias inferiores a 2 km, enquanto os transceptores de fibra óptica monomodo podem alcançar distâncias de mais de 100 km.
No mercado de hoje, transceptores multimodo são econômicos, com um preço aproximado de 40 dólares suficientes para largura de banda de 100 Mbps. Em comparação, transceptores monomodo são menos comuns e mais caros, com um preço aproximado de 60 dólares e uma largura de banda de 1000 Mbps.
As fibras ópticas monomodo/multimodo podem ser misturadas com módulos ópticos monomodo/multimodo??
Fibras ópticas monomodo e multimodo não devem ser misturadas com módulos ópticos monomodo e multimodo., respectivamente. Se transmitido com um módulo monomodo em fibra óptica multimodo, ocorrerá perda significativa de pacotes. Além do mais, A grande diferença no diâmetro do núcleo entre as fibras monomodo e multimodo resultará em uma perda de inserção muito alta ao tentar combinar as duas.. Os conversores multimodo e monomodo devem ter comprimento de onda correspondente e funções de transmissão e recepção de luz para realizar a conversão eletro-óptica de maneira adequada..
Como escolher o cabo de fibra óptica certo?
Escolhendo o cabo de fibra óptica, além de ser baseado no número de fibras e no tipo de fibra, deve considerar a estrutura e a bainha externa do cabo de acordo com o ambiente de uso.
- Para uso externo e enterro direto, Recomenda-se escolher cabos de fibra óptica pouco blindados. Para assentamento aéreo, pode ser escolhido cabos aéreos de fibra óptica soltos com uma ou mais barras de reforço e cobertura externa em PE preto.
- Os cabos de fibra óptica utilizados no interior de edifícios devem ser do tipo estanque e prestar atenção às suas características de resistência ao fogo. Geralmente, em dutos ou locais com ventilação forçada, tipos resistentes ao fogo podem ser escolhidos (Plenário) ou tipos combustíveis não tóxicos (LSZH), enquanto em ambientes expostos um tipo resistente ao fogo deve ser escolhido, não tóxico e sem fumaça.
- Para fiação vertical ou horizontal em edifícios, cabos de fibra óptica apertados podem ser escolhidos, cabos de distribuição ou cabos ramificados que são comuns em ambientes internos.
- Dependendo da aplicação de rede e dos parâmetros de aplicação do cabo, escolha entre fibra óptica monomodo e multimodo; geralmente, Para aplicações internas e de curta distância, a fibra multimodo é preferida., enquanto para aplicações externas e de longa distância, a fibra monomodo é preferida..
Como decidir entre uma conexão de fibra óptica fixa ou removível?
A conexão de fibra óptica destacável é obtida através de conectores de fibra óptica. Um ponto de conexão ativo na cadeia de links de fibra é uma interface de separação clara. Ao escolher entre conexões fixas e removíveis, Conexões fixas têm a vantagem de menor custo e perda de luz, mas eles são menos flexíveis, enquanto as conexões destacáveis são o oposto.
No projeto de rede, deve ser escolhido com flexibilidade entre o uso de conexões fixas e removíveis de acordo com a situação completa da cadeia de elos, garantindo flexibilidade e estabilidade, e aproveitando as vantagens de cada. Interface de conexão removível é um ponto crítico para testes, manutenção e mudanças, facilitando a localização de falhas na cadeia de elos e a substituição de componentes defeituosos, melhorando assim a capacidade de manutenção do sistema e reduzindo os custos de manutenção.
Em conexões fixas de fibra óptica, Devo escolher união mecânica ou fusão térmica??
A união mecânica, também conhecido como emenda a frio de fibra óptica, não requer máquina de emenda por fusão e utiliza técnicas de conexão mecânica para fazer uma união permanente de uma ou mais fibras ópticas. Em geral, para conectar um pequeno número de fibras em vários locais dispersos, a união mecânica é preferível à emenda por fusão.
A técnica de união mecânica tem sido amplamente utilizada em reparos emergenciais de linhas., aplicações de pequena escala em situações especiais e outras práticas de engenharia. Com a implantação massiva de fibra para desktops e fibra para casa (FTTH) nos últimos anos, A união mecânica foi reconhecida como um importante meio de conexão de fibra óptica.
Para aplicações de fibra para desktop e fibra para aplicações domésticas, que se caracterizam por ter um grande número de usuários geograficamente dispersos, quando a escala do usuário atinge um determinado nível, a complexidade da construção e a disponibilidade de pessoal e equipamentos de emenda por fusão não atendem aos tempos necessários para atendimento ao usuário. Devido ao seu funcionamento simples, curto período de treinamento de pessoal e baixo investimento em equipamentos, A emenda mecânica oferece a solução de conexão de fibra óptica mais econômica para implantações em larga escala.
Por outro lado, a emenda de fibra óptica devido à fusão requer maior treinamento de pessoal e equipamentos mais avançados, e deve ser usado em rotas de comunicação troncais para garantir a segurança e confiabilidade da linha.