Hay dos tipos de cableado de fibra óptica: multimodo y monomodo. Como la mayoría de ustedes probablemente saben, el cableado multimodo tiene longitudes más cortas que el cableado monomodo, por lo que el monomodo es adecuado para aplicaciones exteriores de fibra óptica de larga distancia, mientras que el multimodo es la opción principal para aplicaciones de centros de datos y edificios interiores.

Sin embargo, debido a las capacidades inherentes de gran ancho de banda de la fibra monomodo, su popularidad para aplicaciones de distancias más cortas también está aumentando, y cada vez más técnicos se enfrentan al problema de instalar fibra monomodo y multimodo. Pero descubrimos que no todos entienden las diferencias técnicas entre estos dos tipos de fibra. Echemos un vistazo más de cerca a continuación.

¿Cuál es el patrón?

En el campo de la transmisión de datos por fibra óptica, el término "modo" se usa para describir cómo se propaga una señal óptica dentro del núcleo de vidrio de la fibra; es decir, un modo es el camino que recorre la luz. Por lo tanto, en la luz monomodo, la luz viaja a lo largo de un camino; en fibra multimodo, la luz viaja en múltiples caminos.

Piénselo de esta manera: a medida que desciende desde la parte superior de un tobogán de agua, rebota y se desliza hacia abajo entre las aletas laterales del tobogán. Cada ángulo en el proceso de deslizamiento es un patrón. La luz se propaga en el núcleo de una fibra multimodo de la misma manera que se describe anteriormente. La luz golpea el vidrio en ángulo y se refleja mientras se propaga a lo largo del núcleo de la fibra. ¿Por qué no sale luz del núcleo de fibra? Primero, la luz golpea el vidrio en un ángulo pequeño, de modo que el vidrio refleja la luz como un espejo. En segundo lugar, hay una capa de revestimiento en el exterior del núcleo. Para mantener la luz dentro del núcleo, el revestimiento tiene diferentes propiedades de índice de refracción, un parámetro técnico que determina cuánta luz se refleja o refracta cuando incide sobre el material.

En la fibra monomodo, por el contrario, la luz viaja en línea recta y, dado que el tamaño del núcleo de la fibra monomodo es más pequeño (aproximadamente una décima parte del tamaño del núcleo de una fibra multimodo), la luz no rebota.

Latencia de límite de ancho de banda

¿Por qué la fibra monomodo admite mayor ancho de banda y distancias más largas? El envío de luz en un solo modo elimina el retardo de modo diferencial (DMD), que es un factor importante que limita el ancho de banda de la fibra multimodo.

Cuando se propaga en múltiples modos en una fibra multimodo, parte de la luz viaja a lo largo del centro de la fibra, mientras que otra luz viaja a lo largo de rutas cercanas al revestimiento del núcleo. Los modos de propagación en los bordes exteriores se denominan modos de orden superior y los que se propagan cerca del centro del núcleo se denominan modos de orden inferior. Los modos de orden superior e inferior tienen diferentes velocidades de propagación y DMD es la diferencia en el tiempo de propagación.

Cuanto menor sea el DMD, menor será la dispersión del pulso de luz a lo largo del tiempo y mayor será el ancho de banda. Cuanto mayor sea la diferencia de tiempo entre los pulsos, es posible que el receptor no pueda distinguir los pulsos correctamente. DMD está directamente relacionado con la distancia: aumenta con la longitud de la fibra. Esta es la razón por la que la fibra multimodo tiene requisitos de distancia mucho más cortos que la fibra monomodo, que puede tener una longitud de hasta 500 metros, mientras que la fibra monomodo puede tener una longitud de hasta 10 kilómetros.

Los defectos de la fibra también contribuyen a la DMD, y los fabricantes de fibra han dominado la limitación de la DMD al optimizar cuidadosamente el perfil del índice de refracción de la fibra. La refracción modal no solo ocurre en la unión entre el núcleo y el revestimiento, sino que las fibras multimodo utilizan un perfil de índice graduado donde el índice de refracción cambia continuamente desde el centro del núcleo hasta el límite entre el núcleo y el revestimiento. Esto crea una trayectoria parabólica (es decir, curva simétrica) que hace que los modos de orden inferior viajen más lentamente en distancias más cortas cerca del núcleo de la fibra, mientras que los modos de orden superior viajan más rápido en distancias más largas más cerca del borde de la fibra. Esto minimiza el retraso de tiempo entre pulsos, lo que resulta en una DMD más baja y un ancho de banda más alto.