Quais são as diferenças e utilizações das fibras ópticas monomodo e multimodo?

A fibra ótica monomodo e a fibra ótica multimodo são duas formas comuns de transmissão de fibra ótica, têm uma estrutura diferente, pelo que existem algumas diferenças na utilização e aplicação. Este artigo apresenta em pormenor a estrutura, as caraterísticas, as utilizações, as vantagens e as desvantagens da fibra monomodo e da fibra multimodo.

I. Fibra monomodo

1. Estrutura e princípio
   Uma fibra monomodo é uma fibra ótica com um núcleo de diâmetro fino, normalmente na ordem dos 8-10 microns. Os seus principais componentes são o núcleo e o revestimento, em que o núcleo é o meio de transmissão do sinal ótico e o revestimento é utilizado para proteger o núcleo e controlar a transmissão do sinal ótico.

2. Caraterísticas e vantagens
   (1) Longa distância de transmissão: Devido ao diâmetro fino do núcleo, a fibra ótica monomodo supera o problema da distorção multipercurso na transmissão da fibra ótica multimodo, pelo que a perda de transmissão do sinal é reduzida. Por conseguinte, a distância de transmissão da fibra ótica monomodo é relativamente longa, geralmente até dezenas de quilómetros ou centenas de quilómetros, adequada para comunicações e transmissão de dados a longa distância.

(2) Grande largura de banda de transmissão: Uma vez que os sinais ópticos só podem ser transmitidos ao longo de um caminho ótico nas fibras ópticas monomodo, as fibras ópticas monomodo têm uma maior largura de banda de transmissão e podem transmitir mais informação. Este facto torna a fibra monomodo adequada para a transmissão de dados a alta velocidade, a comunicação em banda larga e outros cenários.

(3) Forte capacidade anti-interferência: Uma vez que a transmissão do sinal só pode ser efectuada ao longo de um percurso de luz, a fibra ótica monomodo pode reduzir a interferência de outros sinais ópticos irrelevantes, melhorar a qualidade do sinal transmitido e ter uma elevada capacidade anti-interferência.

3. Desvantagens e limitações
   (1) Custo elevado do equipamento: Devido aos elevados requisitos técnicos para o fabrico e utilização de fibras ópticas monomodo, o seu custo de fabrico é relativamente elevado e o equipamento é mais caro do que o das fibras ópticas multimodo.

(2) Dificuldade de ligação: Uma vez que o diâmetro do feixe da fibra ótica monomodo é pequeno, deve ser alinhado com precisão ao ligar o equipamento de fibra ótica monomodo, caso contrário é fácil causar uma perda excessiva de ligação ou não estabelecer uma ligação. Este facto traz algumas dificuldades à utilização e manutenção da fibra ótica monomodo.

4. cenário de aplicação
   A fibra ótica monomodo é principalmente utilizada no domínio da comunicação e transmissão de dados a longa distância, como a rede de área metropolitana (MAN), a rede de área alargada (WAN), a interligação de centros de dados, etc., devido às suas caraterísticas de longa distância de transmissão e grande largura de banda de transmissão.

II. Fibra multimodo

1. Estrutura e princípio
   Uma fibra multimodo é uma fibra ótica com um diâmetro de núcleo mais espesso, normalmente na gama de 50-62,5 microns. Os principais componentes de uma fibra multimodo são semelhantes aos de uma fibra monomodo, incluindo o núcleo e o revestimento, mas o maior diâmetro do núcleo de uma fibra multimodo permite-lhe suportar múltiplos caminhos ópticos durante a transmissão.

2. Caraterísticas e vantagens
   (1) Baixo custo do equipamento: a tecnologia de fabrico da fibra ótica multimodo é relativamente simples, pelo que o seu custo de fabrico é baixo e o preço do equipamento é relativamente barato.

(2) Fácil de ligar: Dado que o diâmetro do feixe de uma fibra multimodo é grande, é relativamente fácil de alinhar aquando da ligação e a perda de ligação é pequena. Este facto torna a utilização e a manutenção das fibras ópticas multimodo relativamente simples.

(3) Transmissão de alta capacidade: a fibra ótica multimodo pode suportar vários caminhos ópticos para a transmissão, pelo que a capacidade de transmissão é maior e pode transmitir vários sinais ao mesmo tempo, o que é adequado para cenas que exigem uma transmissão de alta capacidade.

3. Desvantagens e limitações
   (1) Distância de transmissão limitada: a fibra ótica multimodo é propensa à dispersão cromática e à perda de propagação durante a transmissão devido ao problema da transmissão multipercurso, pelo que a distância de transmissão é mais curta, geralmente dentro de alguns quilómetros.

(2) Pequena largura de banda de transmissão: Devido à existência de múltiplos caminhos ópticos para a transmissão, o sinal será afetado pela distorção multipercurso e outros problemas durante a transmissão, pelo que a sua largura de banda de transmissão é pequena, adequada para a transmissão de dados a baixa velocidade e a comunicação a curta distância.

4. cenário de aplicação
   A fibra ótica multimodo é principalmente utilizada em cenários de transmissão de curta e média distância, como redes locais, sistemas de videovigilância, transmissão multimédia, etc., devido ao seu baixo custo de equipamento e facilidade de ligação.

Em suma, a fibra ótica monomodo e a fibra ótica multimodo apresentam algumas diferenças em termos de estrutura, caraterísticas, vantagens e desvantagens, bem como de aplicações. A fibra ótica monomodo é adequada para a transmissão de dados a longa distância, a alta velocidade e outros cenários, enquanto a fibra ótica multimodo é adequada para a transmissão de dados a curta distância, a baixa velocidade e outros cenários. Ao compreender as caraterísticas e aplicações da fibra ótica monomodo e da fibra ótica multimodo, podemos escolher com mais exatidão o método de transmissão de fibra ótica adequado e melhorar a eficiência e a qualidade da transmissão de dados.