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

Pérdida de señal en cable de fibra óptica monomodo y multimodo

La fibra multimodo es lo suficientemente grande en diámetro para permitir que los rayos de luz se reflejen internamente (reboten en las paredes de la fibra). Las interfaces con óptica multimodo suelen utilizar indicadores LED como fuentes luminosas. Sin embargo, los LED no son fuentes coherentes. Pulverizan diferentes longitudes de onda de luz en la fibra multimodo, que refleja la luz en diferentes ángulos. Los rayos de luz viajan en líneas irregulares a través de una fibra multimodo, causando dispersión de la señal. Cuando la luz que viaja en el núcleo de fibra irradia hacia el revestimiento de fibra, se produce una pérdida de 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 ópticas monomodo utilizan láseres como fuentes de luz. 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 un ancho de banda más alto y puede transportar señales por distancias más largas.

Exceder las distancias máximas de transmisión puede resultar en una pérdida de señal significativa, lo que causa una transmisión no confiable.

Atenuación y dispersión en cable de fibra óptica

El correcto funcionamiento de un enlace óptico de datos depende de la luz modulada que llega al receptor con suficiente potencia para ser demodulada correctamente. La atenuación es la reducción de potencia de la señal luminosa a medida que se transmite. La atenuación es causada por 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, todavía ocurre tanto en la transmisión multimodo como en la monomodo. Un vínculo de datos ópticos eficiente debe tener suficiente luz disponible para superar la atenuación.

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

• Dispersión cromática: propagación de la señal a lo largo del tiempo, como resultado de las diferentes velocidades de los rayos de luz.

• Dispersión modal: propagación de la señal a lo largo del tiempo, como resultado de los diferentes modos de propagación en la fibra.

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

Un vínculo de datos ópticos eficiente debe tener suficiente luz para exceder la potencia mínima que el receptor requiere para funcionar dentro de 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 alimentación. El presupuesto de potencia óptica debe permitir la suma de la atenuación de los componentes, las penalizaciones de potencia (incluidas las de la dispersión) y un margen de seguridad para pérdidas inesperadas.