De acordo com as recomendações da ITU-T, a fibra de comunicação é dividida em: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657.Neste blog apresentaremos as principais características e princípios de aplicação de cada fibra, bem como a ciência por trás da transmissão de comunicação óptica.
Fibra Óptica G.651
G.651 é fibra multimodo, enquanto G.652 a G.657 são fibras monomodo. A fibra óptica é composta principalmente de três partes: núcleo, revestimento e camada de revestimento. O núcleo da fibra é a parte central que transmite sinais ópticos. O revestimento envolve o núcleo da fibra para limitar a perda de luz e fornecer uma superfície reflexiva, enquanto o revestimento protege a fibra do vapor de água e de danos mecânicos.
O diâmetro da camada de revestimento é geralmente de 125 μm, e o diâmetro da camada de revestimento (após a coloração) é geralmente de 250 μm. No entanto, o diâmetro do núcleo da fibra não é um valor fixo, porque os diferentes diâmetros do núcleo da fibra levam diretamente a uma grande mudança no desempenho de transmissão da fibra.
Figura 1.Diagrama estrutural da fibra
O diâmetro do núcleo da fibra multimodo é geralmente 50μm ~ 100μm, e quando o diâmetro do núcleo se torna pequeno, o desempenho de transmissão da fibra é significativamente melhorado. Diferente da fibra monomodo que só pode transmitir luz em um modo, fibra multimodo pode suportar a transmissão de vários modos de onda guiada transversal. Quando o diâmetro do núcleo da fibra se torna menor, os modos de transmissão de sinais ópticos também se tornarão menores e a interferência entre cada modo de transmissão se tornará menor.
Figura 2. Modos de transmissão de fibra multimodo e monomodo
Fibra Óptica G.652
A fibra G.652 é a fibra mais utilizada. Atualmente, além do cabo de fibra para casa (FTTH), as áreas metropolitanas e de longa distância utilizam quase toda a fibra G.652. De acordo com a distribuição de energia luminosa, o sinal óptico na fibra monomodo não é apenas transmitido no núcleo, mas também no revestimento. Para descrever o grau de concentração da energia luminosa em uma fibra monomodo, a distância máxima entre dois pontos na fibra é definida como o diâmetro do campo modal, que é o ponto onde a intensidade da luz é reduzida para 1/(e^ 2) da intensidade luminosa máxima no eixo.
Um dos fatores mais importantes que afetam a distância de transmissão da fibra é a atenuação da fibra, e o coeficiente de atenuação da fibra depende do comprimento de onda. O coeficiente de desvanecimento da fibra monomodo convencional é mostrado na FIG. 5. Pode-se ver na figura que a atenuação da fibra é pequena em 1310nm e 1550nm, e 1310nm e 1550nm se tornaram as duas janelas de comprimento de onda mais comumente usadas para fibra monomodo.
Figura 3. Perda de transmissão
Fibra Óptica G.653
Depois que a taxa do sistema de comunicação óptica aumenta ainda mais, a transmissão do sinal começa a ser afetada pela dispersão da fibra. Dispersão refere-se ao fenômeno de distorção do sinal (ampliação do pulso) quando diferentes componentes de frequência ou diferentes componentes de modo de um sinal (pulso) se propagam em velocidades diferentes e atingem uma certa distância
Figura 4.Diagrama de dispersão
A dispersão da fibra varia com o comprimento de onda, e o coeficiente de atenuação da fibra monomodo é o menor em 1550nm, mas o coeficiente de dispersão é maior neste comprimento de onda. Portanto, as pessoas desenvolveram uma fibra monomodo com um coeficiente de dispersão de 0 a 1550 nm, e esta fibra aparentemente perfeita é a G.653.
Fibra Óptica G.654
A fibra óptica G.654 é usada principalmente em sistemas de comunicação por cabo submarino. Para atender às necessidades de comunicação por cabo submarino de longa distância e grande capacidade, a fibra óptica G.654 é aprimorada em dois aspectos. (1) Reduzir a perda de fibra óptica; De 0,22dB/km de G.652 a 0,19dB/km (valor padrão). (2) aumentar o diâmetro do campo modal da fibra; Quanto maior o diâmetro do campo modal da fibra, menor será a densidade de energia através da seção transversal da fibra, de modo a melhorar o efeito não linear da fibra e aumentar a relação sinal-ruído do sistema de comunicação de fibra.
Fibra Óptica G.655
A fibra G.653 tem dispersão zero no comprimento de onda de 1550 nm e não usa sistema WDM. Portanto, foi desenvolvida uma fibra com dispersão pequena, mas diferente de zero, no comprimento de onda de 1550 nm, que é a fibra G.655. A fibra G.655 possui a menor atenuação e menor dispersão em torno de 1550 nm, que pode ser usada em sistemas WDM. Portanto, a fibra G.655 tem sido a primeira escolha para linhas troncais de longa distância por muito tempo. No entanto, com a maturidade da tecnologia de compensação de dispersão, a fibra G.655 é gradualmente substituída pela fibra G.652, o principal motivo é o grande diferença no preço da fibra.
Fibra Óptica G.657
A fibra G.657 é a fibra mais utilizada, exceto G.652. É um tipo de fibra insensível à flexão, usada principalmente para fiação de fibra interna. A fibra G.657 é usada em cabos FTTH que são mais finos que as linhas telefônicas.
Figura 5.Diagrama de dispersão