SMF

La fibra monomodo (SMF) es un cable óptico con un diámetro de núcleo de aproximadamente 8 a 10 micrómetros, lo suficientemente pequeño como para que la luz viaje a través de él en esencialmente una trayectoria, o modo. Esto contrasta fuertemente con la fibra multimodo, que tiene un núcleo de 50 o 62.5 micrómetros y permite que docenas de trayectorias de luz se propaguen simultáneamente. El confinamiento estrecho en SMF elimina la dispersión modal, la propagación de pulsos de señal que ocurre cuando diferentes trayectorias llegan en diferentes momentos.

La SMF opera en longitudes de onda en el infrarrojo cercano, típicamente 1310 nanómetros o 1550 nanómetros. La banda de 1550 nm es estándar para telecomunicaciones de larga distancia porque coincide con la ventana de pérdida mínima del vidrio de sílice y permite la amplificación utilizando amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA). Los cables monomodo siempre se terminan con conectores estrechos, más comúnmente del tipo LC o SC, y requieren un pulido y alineación de precisión de las caras finales de la fibra.

Dónde funciona y por qué es importante

La SMF domina la infraestructura de telecomunicaciones: los cables submarinos intercontinentales, las redes troncales metropolitanas y las rutas terrestres de larga distancia dependen de ella. Una sola hebra puede transportar datos a más de 100 kilómetros sin regeneración. El núcleo estrecho significa que menos luz se dispersa en el revestimiento, y la dispersión cromática se convierte en el principal factor limitante de la señal en lugar de los efectos modales. Por esta razón, los sistemas SMF de larga distancia requieren una atención cuidadosa a la forma del pulso, la potencia de lanzamiento y la gestión de la dispersión de la fibra.

La instalación de SMF exige más cuidado que los sistemas multimodo. El empalme requiere empalmadoras de fusión o acopladores mecánicos de alta precisión. Doblar la fibra con fuerza provoca una pérdida por macrocurvatura; enrollar una bobina a un radio inferior a 30 mm puede introducir pérdidas de varios decibelios. La terminación en campo también es menos indulgente, y se necesitan tolerancias estrictas en la geometría de la cara final del conector para mantener la pérdida de retorno por debajo de los límites requeridos.

El término monomodo describe el comportamiento de propagación con precisión: en una guía de ondas SMF, solo el modo fundamental (el patrón espacial de orden más bajo del campo eléctrico) se propaga eficientemente a la longitud de onda de operación. Los modos de orden superior se cortan y no se transmiten. Esta restricción fundamental hace que la SMF sea ideal para enlaces punto a punto de alta velocidad donde el costo de la instalación de precisión y el equipo de prueba se justifica por la ganancia de rendimiento.