Wiki fibra monomodale: Tipi e applicazioni

Che cos'è la fibra monomodale?

Nella tecnologia delle fibre ottiche, fibra monomodale (SMF) o fibra monomodale, è una fibra ottica progettata per la trasmissione di un singolo raggio o modo di luce come vettore di propagazione alla volta. In genere, i cavi monomodali hanno un diametro del nucleo stretto, compreso tra 8 e 10 µm (micrometri), che può propagarsi alla lunghezza d'onda di 1310 nm e 1550 nm. In una fibra monomodale, tutti i segnali viaggiano dritti al centro senza rimbalzare sui bordi (linea blu nel diagramma seguente), eliminando qualsiasi distorsione che potrebbe derivare dalla sovrapposizione degli impulsi luminosi. Segnali come quelli della TV via cavo, di Internet e del telefono sono generalmente trasportati da fibre monomodali, che sono avvolte insieme in un enorme fascio. La fibra ottica monomodale è la scelta migliore per la trasmissione di dati su lunghe distanze, come 100 km (60 miglia), grazie alla bassa attenuazione del segnale causata dalla singola modalità di luce.

Tipi di fibra monomodale: OS1 vs OS2

Come tutti sappiamo, la fibra multimodale è solitamente suddivisa nei tipi di fibra OM1, OM2, OM3, OM4 e OM5. Per quanto riguarda i tipi di fibra monomodale, possono essere classificati in OS1 e OS2, che sono specifiche della fibra SMF. OS1 e OS2 sono cavi ottici monomodali standard utilizzati rispettivamente con lunghezze d'onda di 1310 nm e 1550 nm con un'attenuazione massima di 1 dB/km e 0,4 dB/km. La fibra OS1 è un cavo a buffer stretto progettato per l'uso in applicazioni interne (come campus o data center) dove la distanza massima è di 10 km. La fibra OS2 è un cavo a tubo libero progettato per l'uso in ambienti esterni (come strade, sotterranei e interrati), dove la distanza massima è di 200 km. Entrambi i cavi in fibra ottica OS1 e OS2 supportano collegamenti Ethernet Gigabit e 10G. Inoltre, la fibra OS2 può supportare collegamenti Ethernet 40G e 100G. Per maggiori dettagli, consultare il documento Confronto OS1 vs OS2.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della fibra monomodale?

Normalmente, i vantaggi e gli svantaggi delle fibre monomodali sono concetti relativi e vengono comunemente confrontati con le fibre multimodali.

I vantaggi della fibra monomodale

• Distanza della fibra monomodale: la fibra monomodale supporta una distanza maggiore rispetto alla fibra multimodale grazie alla sua minore attenuazione. Ad esempio, la fibra multimodale ha generalmente una portata di alcune centinaia di metri, mentre la fibra SM può raggiungere i 200 km.

• Capacità di larghezza di banda: Un cavo in fibra ottica monomodale offre una larghezza di banda maggiore rispetto a un cavo in fibra ottica multimodale.

• Dispersione dei dati: la fibra monomodale trasmette la luce di una sola modalità, non causando alcuna dispersione modale.

• Velocità della fibra monomodale: la fibra monomodale non presenta dispersione modale, rumore modale e altri effetti che si verificano con la trasmissione multimodale. Può quindi trasportare segnali a velocità molto più elevate e a una distanza fino a 50 volte superiore rispetto alla fibra multimodale.

Svantaggi della fibra monomodale

• Richiede tolleranze molto più strette: è difficile accoppiare la luce in una fibra monomodale rispetto a una fibra multimodale a causa del diametro inferiore del nucleo della fibra all'interno della SMF. I nuclei più piccoli (8-10 µm) richiedono tolleranze molto più strette rispetto all'accoppiamento della luce nei nuclei più grandi (62,5/50 µm) delle fibre multimodali.

• Costi maggiori: i componenti e le apparecchiature in fibra monomodale sono più costosi di quelli in fibra multimodale. La fibra multimodale può supportare più modalità di luce e il suo prezzo è superiore a quello della fibra monomodale. Tuttavia, dal punto di vista dei dispositivi, quelli in fibra monomodale sono più costosi di quelli in fibra multimodale perché la fibra monomodale utilizza tipicamente diodi laser a stato solido. Per ulteriori informazioni, consultare Costo della fibra monomodale e multimodale.

• Tecnologia più rigorosa: è più difficile produrre e gestire gli SMF rispetto agli MMF.

Applicazioni dei cavi in fibra ottica monomodali

Le applicazioni della fibra monomodale possono essere suddivise in quattro situazioni principali, elencate di seguito in base alle diverse categorie.

Inoltre, la fibra monomodale ha un'ampia gamma di applicazioni nei componenti o nelle apparecchiature in fibra ottica, come l'adattatore in fibra ottica monomodale, l'attenuatore in fibra ottica, il pigtail e i patch cord. Ad esempio, il cavo in fibra monomodale per interni può essere prodotto come pigtail in fibra o patch cord per il collegamento con apparecchiature in fibra ottica di tipo monomodale.

Sintesi

Da quanto detto, la fibra monomodale è necessaria ed efficace per la costruzione di reti in diverse situazioni. Inoltre, l'uso di cavi in fibra ottica monomodale è il modo migliore per eliminare la dispersione modale su lunghe distanze. Pertanto, è molto diffuso l'uso della fibra monomodale nei sistemi backbone.

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