Pérdida de señal de cable de fibra óptica, atenuación y dispersión

Pérdida de señal en cable de fibra óptica multimodo y monomodo

La fibra multimodo es lo suficientemente grande como para permitir que los rayos de luz se reflejen internamente (rebotar fuera de las paredes de la fibra). Las interfaces con óptica multimodo suelen usar LED como fuentes luminosas. Sin embargo, los indicadores LED no son fuentes coherentes. Pulverizan diferentes longitudes de onda de luz en la fibra multimodo, lo que refleja la luz en diferentes ángulos. Los rayos de luz viajan en líneas irregulares a través de una fibra multimodo, lo que provoca dispersión de señal. Cuando la luz que viaja en el núcleo de la fibra se irradia en el revestimiento de fibra, los resultados del modo de orden superior. Juntos, estos factores limitan la distancia de transmisión de la fibra multimodo en comparación con la fibra monomodo.

La fibra monomodo tiene un diámetro tan pequeño que los rayos de luz pueden reflejarse internamente a través de una sola capa. Las interfaces con óptica monomodo utilizan láseres como fuentes luminosas. Los láseres generan una sola longitud de onda de luz, que viaja en línea recta a través de la fibra monomodo. En comparación con la fibra multimodo, la fibra monomodo tiene mayor ancho de banda y puede transportar señales para distancias más largas.

Superar las distancias máximas de transmisión puede dar lugar a una pérdida significativa de señal, lo que provoca una transmisión poco confiable.

Atenuación y dispersión en cable de fibra óptica

El funcionamiento correcto de un vínculo de datos ópticos depende de la luz modulada que llega al receptor con la potencia suficiente para desmodularse correctamente. La atenuación es la reducción de la potencia de la señal luminosa a medida que se transmite. La atenuación se debe a componentes de medios pasivos, como cables, empalmes de cable y conectores. Aunque la atenuación es significativamente menor para la fibra óptica que para otros medios, sigue ocurriendo tanto en la transmisión multimodo como en la transmisión monomodo. Un vínculo de datos ópticos eficiente debe tener suficiente luz disponible para superar la atenuación.

La dispersión es la propagación de la señal con el tiempo. Los siguientes dos tipos de dispersión pueden afectar a un vínculo de datos ópticos:

• Dispersión cromática: la dispersión de la señal con el tiempo, resultante de las diferentes velocidades de los rayos de luz.

• Dispersión modal: propagación de la señal con el tiempo, resultante de los diferentes modos de propagación en la fibra.

En el caso de la transmisión multimodo, la dispersión modal(en lugar de la dispersión o atenuación cromática) suele limitar la velocidad máxima de bits y la longitud del vínculo. Para la transmisión monomodo, la dispersión modal no es un factor. Sin embargo, a velocidades de bits más altas y a distancias más largas, la dispersión cromática en lugar de la modal limita la longitud máxima del vínculo.

Un enlace de datos ópticos eficiente debe tener suficiente luz para superar la potencia mínima que el receptor requiere para funcionar según sus especificaciones. Además, la dispersión total debe ser inferior a los límites especificados para el tipo de vínculo en el documento GR-253-CORE (Sección 4.3) de Telcordia Technologies y en el documento G.957 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT).

Cuando la dispersión cromática está al máximo permitido, su efecto puede considerarse como una penalización de potencia en el presupuesto de potencia. El presupuesto de potencia óptica debe permitir la suma de atenuación de componentes, sanciones de potencia (incluidas las de dispersión) y un margen de seguridad para pérdidas inesperadas.