Tipos de fibra óptica: Monomodo y Multimodo

Fibras monomodo

Son fibras con el núcleo de vidrio mucho más fino que en el siguiente caso, permitiendo el paso de un único haz de luz. Estas fibras tienen la característica de tener un alcance muy superior (hasta 10 Km) Para su correcto funcionamiento se precisan emisores láser más potentes y sofisticados, lo que encarece su uso. Estas fibras se emplean fundamentalmente para conexiones de media, larga y muy larga distancia: desde 550 metros hasta 40 kilómetros.

Las fibras monomodo no sufren tanto el fenómeno de la dispersión (ver apartado siguiente) como las multimodo ya que por la fibra sólo viaja un pulso de luz cada vez. También tiene menos atenuación (absorción parcial al ser reflejada en el revestimiento) lo que garantiza una transmisión de la señal más fidedigna.

Una de las desventajas de este tipo de fibras, es que al ser el núcleo mucho más estrecho que en las fibras multimodo, la conexión entre dos fibras tiene que ser mucho más precisa, encareciendo los conectores y el coste del cable en general.

Existen 3 tipos básicos de fibra monomodo: NDSF, DSF y NZ-DSF. Las diferencias entre los 3 tipos se basan principalmente en su adecuación para el funcionamiento con diferentes láser que funcionen en distintas longitudes de onda.

Por último, una familia de fibras monomodo, las PM (Polarization-maintaining), son capaces de transmitir sólo una polarización de la luz de entrada, lo cual tiene aplicaciones muy interesantes en la industria.

Fibras multimodo

Son fibras que permiten el paso de varios haces de luz (modos) a través del núcleo, que se reflejan con distintos ángulos dentro del núcleo. Su alcance es limitado a construcciones con poca distancia entre ellas. Este tipo de fibras tienen un núcleo (core) con un diámetro mucho mayor que el de las fibras monomodo. Dentro de las fibras multimodo, existen dos tipos principales, las de índice escalonado y las de índice gradual, que permiten un alcance ligeramente superior.

En las fibras de índice escalonado, se propagan varias ondas o modos diferentes a través de la fibra.

  • Unas ondas se propagan completamente paralelas al revestimiento, por el núcleo de la fibra
  • Otras se refleja continuamente, atrapadas por el fenómeno TIR
  • El resto se refracta en el revestimiento

Intuitivamente se ve que las ondas que se reflejan, recorren mucha mayor distancia que las que se propagan por el núcleo sin reflejarse. Esto da lugar a un fenómeno, conocido como dispersión que produce atenuación de la señal transmitida. Este fenómeno es inevitable en la fibra óptica multimodo y es el ocasionante de que la longitud de estas fibras no pueda ser tan grande como la de las fibras monomodo.

En las fibras de índice gradual, el índice de refracción del núcleo decrece desde el centro hacia el revestimiento. Esto hace que se reduzca la dispersión, ya que los haces llegan casi al mismo tiempo, ya que cerca del revestimiento, los rayos se propagan más rápidamente que en el núcleo.