D'acord amb les recomanacions de l'ITU-T, la fibra de comunicació es divideix en: G.651, G.652,G.653,G654,G655,G656, G.657. En aquest bloc, presentarem les principals característiques i principis d'aplicació. de cada fibra, així com la ciència darrere de la transmissió de la comunicació òptica.
Fibra òptica G.651
G.651 és fibra multimode, mentre que G.652 a G.657 són fibres monomode. La fibra òptica es compon principalment de tres parts: nucli, revestiment i capa de recobriment. El nucli de fibra és la part central que transmet senyals òptics. El revestiment envolta el nucli de la fibra per limitar la pèrdua de llum i proporcionar una superfície reflectant, mentre que el recobriment protegeix la fibra del vapor d'aigua i els danys mecànics.
El diàmetre de la capa de revestiment sol ser de 125 μm i el diàmetre de la capa de recobriment (després de la coloració) és generalment de 250 μm. Tanmateix, el diàmetre del nucli de fibra no és un valor fix, perquè el diferent diàmetre del nucli de fibra condueix directament a un gran canvi en el rendiment de transmissió de la fibra.
Figura 1.Esquema estructural de la fibra
El diàmetre del nucli de la fibra multimode és generalment de 50 μm ~ 100 μm, i quan el diàmetre del nucli es fa petit, el rendiment de transmissió de la fibra es millora significativament. A diferència de la fibra monomode que només pot transmetre llum en un mode, fibra multimode pot suportar la transmissió de múltiples modes d'ona guiada transversal. Quan el diàmetre del nucli de fibra es redueix, els modes de transmissió dels senyals òptics seran també es reduirà, i la interferència entre cada mode de transmissió serà menor.
Figura 2.Modes de transmissió de fibra multimode i monomode
G.652 Fibra òptica
La fibra G.652 és la fibra més utilitzada. Actualment, a més del cable de fibra a la llar (FTTH), l'àrea metropolitana i de llarga distància utilitzen gairebé tota la fibra G.652. Segons la distribució d'energia de la llum, el senyal òptic de la fibra monomode no només es transmet al nucli, però també al revestiment. Per descriure el grau de concentració d'energia lluminosa en una fibra monomode, la distància màxima entre dos punts de la fibra es defineix com el diàmetre del camp de mode, que és el punt on la intensitat de la llum es redueix a 1/(e^^). 2) de la màxima intensitat de llum a l'eix.
Un dels factors més importants que afecten la distància de transmissió de la fibra és l'atenuació de la fibra, i el coeficient d'atenuació de la fibra depèn de la longitud d'ona. El coeficient d'esvaïment de la fibra monomode convencional es mostra a la FIG. 5. A la figura es pot veure que l'atenuació de la fibra és petita a 1310 nm i 1550 nm, i 1310 nm i 1550 nm s'han convertit en les dues finestres de longitud d'ona més utilitzades per a fibra monomode.
Figura 3. Pèrdua de transmissió
G.653 Fibra òptica
Després d'augmentar encara més la velocitat del sistema de comunicació òptica, la transmissió del senyal comença a veure's afectada per la dispersió de la fibra. La dispersió es refereix al fenomen de distorsió del senyal (ampliació del pols) quan diferents components de freqüència o diferents components de mode d'un senyal (pols) es propaguen a diferents velocitats i arriben a una certa distància.
Figura 4.Diagrama de dispersió
La dispersió de la fibra varia amb la longitud d'ona i el coeficient d'atenuació de la fibra monomode és el més petit a 1550nm, però el coeficient de dispersió és més gran a aquesta longitud d'ona. Així que la gent ha desenvolupat una fibra de mode únic amb un coeficient de dispersió de 0 a 1550 nm, i aquesta fibra aparentment perfecta és G.653.
G.654 Fibra òptica
La fibra òptica G.654 s'utilitza principalment en el sistema de comunicació per cable submarí. Per tal de satisfer les necessitats de llarga distància i gran capacitat de comunicació per cable submarí, la fibra òptica G.654 es millora en dos aspectes. (1) Reduir la pèrdua de fibra òptica; De 0,22 dB/km de G.652 a 0,19 dB/km (valor estàndard). (2) augmentar el diàmetre del camp del mode de la fibra; Com més gran sigui el diàmetre del camp de mode de la fibra, menor serà la densitat d'energia a través de la secció transversal de la fibra, per tal de millorar l'efecte no lineal de la fibra i millorar la relació senyal-soroll del sistema de comunicació de fibra.
Fibra òptica G.655
La fibra G.653 té una dispersió zero a una longitud d'ona de 1550 nm i no utilitza el sistema WDM. Per tant, s'ha desenvolupat una fibra amb una dispersió petita però diferent a zero a una longitud d'ona de 1550 nm, que és la fibra G.655. La fibra G.655 té la menor atenuació i dispersió més petita al voltant de 1550 nm, que es pot utilitzar en sistemes WDM. Per tant, la fibra G.655 ha estat la primera opció per a línies troncals de llarga distància durant molt de temps. Tanmateix, amb la maduresa de la tecnologia de compensació de dispersió, la fibra G.655 es substitueix gradualment per la fibra G.652, la raó principal és la gran diferència en el preu de la fibra.
G.657 Fibra òptica
La fibra G.657 és la fibra més utilitzada excepte la G.652. És una mena de fibra insensible a la flexió, que s'utilitza principalment per al cablejat de fibra interior. La fibra G.657 s'utilitza en cables FTTH que són més prims que les línies telefòniques.
Figura 5.Diagrama de dispersió