Las fibras multimodo son un tipo común de fibra óptica y se utilizan ampliamente en aplicaciones de corta distancia. Según la distribución del índice de refracción de la fibra, las fibras multimodo pueden dividirse en dos tipos: fibras de índice escalonado y de índice graduado. ¿Cuáles son las diferencias entre las fibras de índice escalonado y de índice graduado?
¿Qué es la fibra multimodo de índice escalonado?
Las fibras multimodo de índice escalonado son fibras que tienen una distribución del índice de refracción escalonada y el índice de refracción se distribuye uniformemente. El índice de refracción del revestimiento de la fibra es bajo, lo que significa que el índice de refracción del núcleo es mayor que el del revestimiento.
Por lo tanto, el índice de refracción en el límite entre el núcleo y el revestimiento se reduce considerablemente. El índice de refracción desde el núcleo central de la fibra hasta el revestimiento de vidrio cambia bruscamente, creando así un escalón. Por eso se llama fibra multimodo de índice escalonado.
¿Qué es la fibra multimodo de índice graduado?
Para resolver los problemas de transmisión asociados a las fibras multimodo de índice escalonado, se han diseñado y desarrollado fibras multimodo de índice graduado. El índice de refracción de la fibra multimodo de índice graduado varia de forma continua y no uniforme según un determinado patrón. Esto significa que el índice de refracción de la fibra de índice graduado disminuye a medida que aumenta el radio del núcleo.
En otras palabras, el índice de refracción de una fibra gradual disminuye a medida que aumenta el radio del núcleo. El cambio del índice de refracción provoca la refracción, pero no la reflexión total. Cuando la luz se transmite al límite del revestimiento (donde el índice de refracción es mínimo), la fibra se refracta de nuevo hacia el eje de la fibra.
¿Cuáles son las diferencias entre los dos tipos de fibras multimodo?
Como se puede ver en la introducción, las fibras multimodo de índice escalonado y las de índice graduado tienen diferentes formas de distribuir sus índices de refracción. Más allá de eso, ¿cuáles son las diferencias entre ellos?
Formas de transmisión óptica
Según el principio de reflexión total, en una fibra multimodo de índice escalonado, la luz se refleja constante y totalmente entre el núcleo y el revestimiento. Esto confina la onda de luz en el núcleo y se propaga hacia adelante. Sin embargo, como el índice de refracción en el límite entre el núcleo y el revestimiento disminuye bruscamente, la luz se mueve en zigzag a lo largo del eje de la fibra.
En una fibra multimodo de índice graduado, la luz se refleja a más tardar en el límite del revestimiento, según el principio de refracción. El índice de refracción de una fibra multimodo de índice graduado varia de forma continua y desigual en el núcleo. Como resultado, la trayectoria de la luz ya no es una línea recta, sino una curva de forma aproximadamente sinusoidal.
Distancia y coste de la transmisión
Las fibras multimodo de índice escalonado tienen una alta dispersión intermodal y un bajo ancho de banda. Esto no sólo afecta a la velocidad de transmisión, sino que también limita la distancia de transmisión. Por ello, este tipo de fibra se suele utilizar para distancias cortas de unos pocos kilómetros y para sistemas de comunicación de baja velocidad por debajo de 8Mb/s.
En comparación con las fibras multimodo de índice escalonado, las de índice graduado tienen una baja dispersión y un gran ancho de banda, lo que amplía la distancia de transmisión. Por lo tanto, suele ser adecuado para sistemas de comunicación de media distancia de 10 a 20㎞ y velocidad de transmisión relativamente alta de 34 a 140Mb/s. Sin embargo, su coste es relativamente alto. Hoy en día, la mayoría de las fibras multimodo del mercado son de tipo de índice graduado.
En general, las fibras multimodo de tipo escalonado se utilizan para distancias cortas y aplicaciones de baja velocidad, mientras que las fibras multimodo de tipo graduado se utilizan para distancias medias y largas y aplicaciones de mayor velocidad.