La tecnologia de transmissió de cables de fibra òptica cada cop més madurs
Els suports de fibra òptica són tots els suports de transmissió de xarxa que solen utilitzar vidre o fibra plàstica en alguns casos especials per transmetre dades de xarxa en forma de polsos de llum. A l’última dècada, la fibra òptica s’ha convertit en un tipus cada cop més popular de suports de transmissió de xarxa a mesura que continua la necessitat d’ample de banda més gran i d’allargades prolongades.
La tecnologia de fibra òptica és diferent en el seu funcionament que els medis de coure estàndard perquè les transmissions són polsos de llum “digitals” en lloc de transicions de tensió elèctrica. Molt senzillament, les transmissions de fibra òptica codifiquen els i els zero d’una transmissió de xarxa digital engegar i apagar els polsos de llum d’una font de llum làser, d’una longitud d’ona determinada, a freqüències molt altes. La font de llum sol ser un làser o algun tipus de díode emissor de llum (LED). La llum de la font de llum s’encén i s’apaga en el patró de les dades que es codifiquen. La llum viatja dins de la fibra fins que el senyal de llum arriba al destí previst i és llegida per un detector òptic.
Els cables de fibra òptica estan optimitzats per a una o més longituds d'ona de llum. La longitud d’ona d’una determinada font de llum és la longitud, mesurada en nanòmetres (mil·lèsimes parts d’un metre, abreujat “nm”), entre els pics d’ona en una ona de llum típica d’aquesta font de llum. Es pot pensar en una longitud d’ona com el color de la llum, i és igual a la velocitat de la llum dividida per la freqüència. En el cas de la fibra d'un mode únic (SMF), moltes longituds d'ona diferents de la llum es poden transmetre a la mateixa fibra òptica alhora. Això és útil per augmentar la capacitat de transmissió del cable de fibra òptica ja que cada longitud d'ona de la llum és un senyal diferent. Per tant, molts senyals poden transportar-se a la mateixa cadena de fibra òptica. Per a això es necessiten múltiples làsers i detectors i es coneix com a multiplexació de divisió d'ona d'ona (WDM).
Típicament, les fibres òptiques utilitzen longituds d'ona entre 850 i 1550 nm, depenent de la font de llum. Concretament, s'utilitza fibra multi-mode (MMF) a 850 o 1300 nm i el SMF s'utilitza normalment a 1310, 1490 i 1550 nm (i, en sistemes WDM, en longituds d'ona al voltant d'aquestes longituds d'ona primàries). L'última tecnologia s'estén a 1625 nm per a SMF que s'utilitza per a les xarxes òptiques passives de nova generació (PON) per a aplicacions FTTH (fibra a casa). El vidre a base de sílice és més transparent a aquestes longituds d'ona i, per tant, la transmissió és més eficient (hi ha menys atenuació del senyal) en aquest rang. Com a referència, la llum visible (la llum que es pot veure) té longituds d’ona en l’interval entre 400 i 700 nm. La majoria de fonts de llum de fibra òptica operen dins del rang d’infraroig proper (entre 750 i 2500 nm). No es pot veure llum infraroja, però és una font de llum de fibra òptica molt eficaç.
Consells: La majoria de fonts tradicionals de llum òptica de fibra només poden funcionar dins de l'espectre de la longitud d'ona visible i en un rang de longituds d'ona, no en una longitud d'ona específica. Els làser (amplificació de la llum per emissió estimulada de radiació) i els LED produeixen llum en un espectre més limitat, fins i tot d’una sola ona d’ona.
ADVERTIMENT: les fonts de llum làser que s’utilitzen amb cables de fibra òptica (com els cables OM3) són extremadament perilloses per a la vostra visió. Mirar directament el final d’una fibra òptica en viu pot causar danys greus a les seves retines. Podries quedar-te cec permanentment. No mireu mai el final d’un cable de fibra òptica sense abans saber que cap font de llum està activa.
L’atenuació de les fibres òptiques (tant SMF com MMF) és menor a les longituds d’ona més llargues. Com a resultat, les comunicacions a distància més gran solen produir-se a les longituds d'ona de 1310 i 1550 nm sobre SMF. Les fibres òptiques típiques tenen una atenuació més gran a 1385 nm. Aquest pic d'aigua és el resultat de quantitats molt petites (dins del rang parcial del milió) d'aigua incorporada durant el procés de fabricació. Concretament, és una molècula terminal –OH (hidroxil) que té la seva vibració característica a la longitud d’ona de 1385 nm; contribuint així a una alta atenuació en aquesta longitud d’ona. Històricament, els sistemes de comunicacions funcionaven a banda i banda d’aquest pic.
Quan els polsos de llum arriben al destí, un sensor recull la presència o l'absència del senyal de llum i transforma els polsos de llum de nou en senyals elèctrics. Com més senyal de llum es dispersi o afronti els límits, més probabilitat de pèrdua de senyal (atenuació). A més, tots els connectors de fibra òptica entre la font del senyal i la destinació presenten la possibilitat de pèrdua de senyal. Per tant, els connectors s’han d’instal·lar correctament a cada connexió.
La majoria de sistemes de transmissió de fibra LAN / WAN utilitzen una fibra per a la transmissió i una per a la recepció. No obstant això, l'última tecnologia permet que un transmissor de fibra òptica transmeti en dues direccions sobre la mateixa cadena de fibra (per exemple, un passiu CWDM MUX utilitzant tecnologia WDM). Les diferents longituds d'ona de la llum no interfereixen entre sí, ja que els detectors estan ajustats a llegir només longituds d'ona específiques. Per tant, com més longituds d’ona envieu a través d’una sola cadena de fibra òptica, més detectors necessiteu.