Quais são os três tipos de fibra óptica?

Existem várias maneiras de classificar a fibra óptica (fibra óptica). Os padrões de classificação comuns incluem modo de transmissão, distribuição de índice de refração, composição de material e cenários de aplicação. Se classificados por modo de transmissão e propriedades do material, os três tipos a seguir são os mais comuns:
1. Classificação por modo de transmissão: Fibra-monomodo (SMF, Fibra-monomodo)
Características:
Diâmetro do núcleo extremamente fino: O diâmetro do núcleo é geralmente de 8 ~ 10 μm (cerca de 1/10 de um fio de cabelo), próximo ao comprimento de onda da luz.
Modo de transmissão único: Apenas um modo de luz (modo fundamental) pode se propagar em linha reta, sem dispersão de modo e pequena distorção de sinal.
Baixa perda-de longa distância: baixa perda (cerca de 0,2 dB/km), a distância de transmissão pode atingir dezenas de quilômetros ou até centenas de quilômetros.
Alto custo: precisa ser combinado com uma fonte de luz laser (como um laser DFB) e os requisitos de precisão do conector são extremamente altos.
Cenários de aplicação:
Linhas troncais-de comunicação de longa distância (como cabos ópticos submarinos transoceânicos), camadas centrais de redes de áreas metropolitanas.
Detecção de fibra óptica, medição de precisão (como giroscópios de fibra óptica).
2. Classificação por modo de transmissão: Fibra multi-modo (MMF, Multi-Mode Fiber)
Características:
Diâmetro do núcleo grosso: O diâmetro do núcleo é geralmente de 50 μm ou 62,5 μm, permitindo que vários modos de luz sejam transmitidos simultaneamente.
Existe dispersão de modo: Diferentes modos de luz têm diferentes caminhos de transmissão, resultando em ampliação do sinal com a distância (grande dispersão) e distância de transmissão limitada (geralmente inferior a 2 quilômetros).
Baixo custo: fonte de luz LED pode ser usada e a instalação do conector é relativamente simples.
Tipo de subdivisão (por distribuição de índice de refração):
Etapa-indexar fibra multimodo
O índice de refração do núcleo é uniforme, o índice de refração do revestimento é baixo e a luz se propaga em linhas quebradas de "reflexão total", com grande dispersão, e é usada apenas em cenários de curta distância-(como as primeiras redes locais).
Fibra multimodo de índice-gradual
O índice de refração do núcleo diminui gradualmente do centro para a borda, a trajetória de transmissão da luz é curva (semelhante ao foco da lente) e a dispersão é significativamente reduzida. É a fibra multimodo convencional atual (como especificações de 50/125 μm).
Cenários de aplicação:
Rede local (como rede corporativa e de campus), interconexão interna de data center (transmissão de curta-alta distância-de alta velocidade, como Ethernet 10G/40G).
Sensores de fibra óptica, sistemas de iluminação e display.
III. Classificação por material: Fibra óptica plástica (POF, Fibra Óptica Plástica)
Características:
O material é um polímero de alto peso molecular: o núcleo é geralmente polimetilmetacrilato (PMMA), o revestimento é fluoroplástico (como PTFE) e o diâmetro é relativamente espesso (geralmente 1 mm ou 2 mm).
Baixa largura de banda, alta perda: a perda é de cerca de 100 ~ 500 dB/km, a distância de transmissão é curta (geralmente menos de 100 metros), mas é extremamente flexível e possui excelente resistência à flexão.
Baixo custo: luz visível Fonte de luz LED pode ser usada e nenhuma ferramenta profissional é necessária para conexão (como conectores de encaixe).
Cenários de aplicação:
Eletrodomésticos (como transmissão de áudio e televisão por fibra de áudio), comunicação interna de carros (como sistemas de entretenimento automotivo).
Cenários de-curta distância e baixa-velocidade (como brinquedos, iluminação decorativa e transmissão de sinal de controle industrial).
Outros métodos de classificação (compreensão complementar)
Por distribuição de índice de refração:
Fibra de índice de etapa: o índice de refração do núcleo e do revestimento muda repentinamente e é usado tanto no modo-único quanto no modo-múltiplo.
Fibra de índice graduado: o índice de refração do núcleo muda gradualmente, usado principalmente em fibra óptica multi-modo para reduzir a dispersão.
Por materiais:
Fibra óptica de quartzo: o núcleo é de sílica de alta-pureza (SiO₂), que é a principal no campo da comunicação (o modo-único/multi{2}}modo é baseado nisso).
Fibra óptica de vidro: O núcleo é um vidro especial (como vidro fluoretado), que é usado para transmissão de luz infravermelha (como tratamento médico, cirurgia a laser).
Por cenário de aplicação:
Fibra óptica de comunicação: usada para transmissão de dados (como modo-único, modo-multimodo).
Fibra óptica especial: usada para funções especiais (como fibra de manutenção-de polarização, fibra de cristal fotônico, grade de fibra, etc.).
Resumo: Comparação de três fibras ópticas típicas
Tipo Material do núcleo Faixa de diâmetro do núcleo Distância de transmissão Cenários típicos de aplicação
Fibra óptica-monomodo Vidro de quartzo 8~10 μm Dezenas de quilômetros Comunicação-de longa distância, rede backbone
Fibra óptica multimodo Vidro de quartzo 50/62,5 μm Centenas de metros a 2 quilômetros Rede local, data center interconexão de curta-distância
Fibra óptica plástica Polímero de alto peso molecular 1~2 mm Dezenas de metros a 100 metros Eletrodomésticos, automóveis, cenários de-velocidade curta-distância
Com base nas necessidades específicas, ao escolher o tipo de fibra óptica, é necessário considerar de forma abrangente fatores como distância de transmissão, requisitos de largura de banda, custo e adaptabilidade ambiental. Por exemplo, a fibra óptica-de modo único é preferida para redes de backbone-de longa distância, enquanto a fibra óptica plástica é mais adequada para equipamentos domésticos de áudio e vídeo.