Cablu optic monomod pentru orice condiții de instalare. Diferența dintre fibră multimod și singlemode

Cablu de fibra optica(alias fibră cablu optic ) este un tip de cablu fundamental diferit față de cele două tipuri de cablu electric sau de cupru. Informațiile din acesta nu sunt transmise semnal electric, dar ușoară. Elementul său principal este fibra de sticlă transparentă, prin care lumina trece pe distanțe mari (până la zeci de kilometri) cu o atenuare nesemnificativă.

Orez. 1. Fibră optică. Structura

Structura unui cablu de fibră optică este foarte simplă și similară cu structura unui cablu electric coaxial (Fig. 1). Numai în locul unui conductor central de cupru, aici se folosește fibră de sticlă subțire (aproximativ 1 - 10 semiîntunecată în diametru) (3), iar în locul izolației interioare se folosește o carcasă de sticlă sau plastic (2), care nu permite lumina să scape dincolo de fibra de sticlă. În acest caz, vorbim despre regimul așa-numitei reflexii interne totale a luminii de la limita a două substanțe cu coeficienți de rupere diferiți (pentru învelișul de sticlă, coeficientul de rupere este semnificativ mai mic decât pentru fibra centrală). De obicei, nu există împletituri metalice pe cablu, deoarece nu este necesară protecția împotriva interferențelor electromagnetice externe. Cu toate acestea, uneori este încă folosit pentru protecție mecanică împotriva mediu inconjurator(un astfel de cablu se numește uneori cablu blindat; poate combina mai multe cabluri de fibră optică sub o singură manta).

Cablu de fibra optica are caracteristici excepționale pentru securitatea și secretul informațiilor transmise. În principiu, niciun obstacol electromagnetic extern nu este capabil să desfigureze un semnal luminos, iar semnalul în sine nu generează radiatie electromagnetica. Este aproape imposibil să te conectezi la acest tip de cablu pentru interceptarea neautorizată a rețelei, deoarece acest lucru ar compromite integritatea cablului. Teoretic, lățimea de bandă a unui astfel de cablu ajunge la 10-12 Hz, adică 1000 GHz, ceea ce este incomparabil mai mare decât cea a cablurilor electrice. Costul cablului de fibră optică este în scădere constantă și este în prezent aproximativ egal cu costul cablului coaxial subțire.

Cantitatea tipică de atenuare a semnalului în cablurile de fibră optică la frecvențele utilizate în rețele locale, variază de la 5 la 20 dB/km, ceea ce corespunde aproximativ cu performanța cablurilor electrice la frecvențe joase. Dar în cazul unui cablu cu fibră optică, pe măsură ce frecvența semnalului transmis crește, atenuarea crește foarte ușor, iar la frecvențe înalte (în special peste 200 MHz), avantajul său față de un cablu electric este de necontestat; pur și simplu nu are. concurenți.

Dezavantajele cablului de fibră optică

Cel mai important dintre ele este complexitatea ridicată a instalării (cu instalarea cablului de fibră optică este necesară precizia micronului în separare; atenuarea în separare depinde în mare măsură de precizia fibrei de sticlă și de gradul de lustruire a acesteia). Pentru a instala separari, se folosește sudarea sau lipirea folosind un gel special, care are același coeficient de rupere a luminii ca și fibra de sticlă. În orice caz, acest lucru necesită personal înalt calificat și unelte speciale. Prin urmare, cel mai adesea, cablul de fibră optică este vândut sub formă de bucăți predecupate de diferite lungimi, la ambele capete ale cărora sunt deja instalate tipul necesar de deconectatoare. Merită să ne amintim că instalarea de deconectare de proastă calitate reduce drastic lungimea permisă a cablului din cauza atenuării.

De asemenea, trebuie să rețineți că utilizarea cablului de fibră optică necesită receptoare și transmițătoare optice speciale care vor transforma semnalele luminoase în semnale electrice și înapoi, ceea ce uneori crește semnificativ costul rețelei în ansamblu.

Cablurile de fibră optică permit ramificarea semnalului (în acest scop sunt produse distribuitoare pasive speciale ( cupluri) pentru 2-8 canale), dar, de regulă, sunt folosite pentru a transmite date într-o singură direcție între un emițător și un receptor. La urma urmei, orice ramificare slăbește inevitabil foarte mult semnalul luminos și, dacă există multe ramuri, este posibil ca lumina să nu ajungă la capătul rețelei. În plus, distribuitoarele au și pierderi interne, astfel încât puterea totală a semnalului de ieșire este mai mică decât puterea de intrare.

Cablul de fibră optică este mai puțin puternic și mai puțin flexibil decât cablul electric. Raza de îndoire permisă tipică este de aproximativ 10 - 20 cm, cu raze de îndoire mai mici, fibra centrală se poate rupe. Nu tolerează întinderea cablurilor și mecanice, precum și influențele de strivire.

Cablu de fibră optică sensibilă și radiatii ionizante, prin care scade transparența fibrei de sticlă, adică crește atenuarea semnalului . Schimbările bruște de temperatură au, de asemenea, un impact negativ asupra acesteia, iar fibra de sticlă se poate crăpa.

Cablul de fibră optică este utilizat numai în rețelele cu topologie în stea și inel. Nu există probleme de potrivire sau de împământare în acest caz. Cablul asigură izolarea galvanică ideală a computerelor din rețea. În viitor, acest tip de cablu probabil va înlocui cablurile electrice, sau cel puțin le va deplasa foarte mult. Rezervele de cupru de pe planetă se epuizează, dar există suficiente materii prime pentru producția de sticlă.

Tipuri de cabluri de fibră optică

1. multimod sau multimod cablu, mai ieftin, dar de calitate inferioară;
2. monomod cablu, mai scump, dar are cele mai bune caracteristici comparativ cu primul.

Esența discrepanței dintre cele două tipuri se rezumă la moduri diferite de trecere a razelor de lumină în cablu.

Orez. 2. Propagarea luminii într-un cablu monomod

Într-un cablu monomod, aproape toate razele parcurg aceeași cale, drept urmare ajung la receptor în același timp, iar forma semnalului aproape nu este distorsionată (Fig. 2). Un cablu monomod are un diametru central al fibrei de aproximativ 1,3 microni și transmite lumina doar la aceeași lungime de undă (1,3 microni). Dispersia și pierderea semnalului sunt foarte mici, ceea ce permite transmiterea semnalelor pe o distanță mult mai mare decât cu un cablu multimod. Pentru cablurile monomodale se folosesc transceiver-uri laser, care folosesc lumina exclusiv cu lungimea de undă necesară. Astfel de transceiver sunt încă relativ scumpe și nu sunt durabile. Cu toate acestea, în viitor, cablul monomod ar trebui să devină tipul principal datorită caracteristicilor sale excelente. În plus, laserele sunt mai rapide decât LED-uri obișnuite. Atenuarea semnalului într-un cablu monomod este de aproximativ 5 dB/km și poate fi chiar redusă la 1 dB/km.

Orez. 3. Propagarea luminii într-un cablu multimodal

Într-un cablu multimod, traiectoriile razelor de lumină au o împrăștiere vizibilă, în urma căreia forma semnalului la capătul de recepție al cablului este distorsionată (Fig. 3). Fibra centrală are un diametru de 62,5 µm, iar diametrul placajului exterior este de 125 µm (aceasta este uneori reflectată ca 62,5/125). Transmisia folosește un LED obișnuit (nu laser), care reduce costurile și crește durata de viață a transceiver-urilor în comparație cu cablul monomod. Lungimea de undă a luminii într-un cablu multimod este de 0,85 microni, cu o răspândire a lungimii de undă de aproximativ 30 - 50 nm. Lungimea admisă a cablului este de 2 - 5 km.

Cablu multimod este principalul tip de cablu de fibră optică în acest moment, deoarece este mai ieftin și mai ușor disponibil. Atenuarea într-un cablu multimod este mai mare decât într-un cablu monomod și se ridică la 5 - 20 dB/km.

Latența tipică pentru cele mai comune cabluri este de aproximativ 4-5 ns/m, care este aproape de latența găsită în cablurile electrice.
Cablurile de fibră optică, precum cablurile electrice, sunt disponibile în plenȘi non-plenum.

Principiul transmiterii datelor prin cablu de fibră optică

După cum știți, toate datele dintr-un computer sunt reprezentate sub formă de zerouri și unu. Toate cablurile standard transmit date binare folosind impulsuri electrice. Și numai cablul de fibră optică, folosind același principiu, transmite date folosind impulsuri de lumină. Sursa de lumină trimite date printr-un „canal” de fibră optică, iar partea care primește trebuie să convertească datele primite în formatul necesar.

Canalul de transmisie optic constă dintr-un transmițător, o fibră optică de ghidare a luminii și un receptor.

Există două tipuri de cabluri de fibră optică:

- multimodal, sau cablu multimod, mai ieftin, dar de calitate inferioară ( MM);

-mod unic cablu, mai scump, dar cu caracteristici mai bune ( S.M.).

Principalele diferențe dintre aceste tipuri sunt asociate cu diferite moduri de trecere a razelor de lumină în cablu.

Cablul monomod are un diametru central al fibrei de 3 - 10 microni. Pentru transmiterea datelor se folosește lumină cu lungimi de undă de 1300 și 1500 nm. Dispersia și pierderea semnalului la aceste frecvențe sunt foarte mici, ceea ce permite transmiterea semnalelor pe o distanță mult mai mare decât în ​​cazul cablului multimod. Cu toate acestea, lungimea unui cablu monomod poate ajunge la 80 km.

Într-un cablu multimod, traiectoriile razelor de lumină au o împrăștiere vizibilă, în urma căreia forma semnalului la capătul de recepție al cablului este distorsionată (Fig). Fibra centrală are un diametru de 62,5 µm, iar diametrul placajului exterior este de 125 µm (aceasta este uneori denumit 62,5/125). Lungimea admisă a cablului ajunge la 2-5 km.

Pentru a transmite date, un emițător-emițător este instalat la un capăt al fibrei optice, iar un fotoreceptor este instalat la celălalt. Astfel, se folosesc simultan două fibre, dintre care una transmite, iar cealaltă primește date. Semnalul optic primit este convertit într-unul electric folosind dispozitive speciale - convertoare media (Fig. 107), care au porturi pentru conectarea fibrei optice și a cablului " pereche răsucită" Convertoarele media pot fi proiectate ca module care sunt conectate direct în slotul comutatorului, așa cum se arată în Fig.

ÎN În ultima vreme Pentru a salva numărul de fibre (precum și echipamentele de conectare), multiplexarea lungimii de undă (WDM, Multiplexarea cu diviziune a undelor): la o lungime de undă transmit un semnal într-o direcție, la alta - în sens opus. În acest scop, sunt utilizate transceiver-uri cu WDM încorporat și un conector de fibră. La capetele opuse ale liniei sunt instalate diferite tipuri de transceiver: un transmițător are o lungime de undă de 1300 nm, receptorul are o lungime de undă de 1550 nm; celălalt are opusul.

Fibra multimodală, la rândul său, vine în două tipuri: profile în trepte și gradient indicele de refracție de-a lungul secțiunii sale transversale.

Fig.1 Fibră optică monomodală și multimodală

Traducere de Anna Motush

Definiție: fibre care suportă mai mult de un mod pentru o anumită direcție de polarizare

Fibrele multimodale sunt fibre optice, care acceptă mai multe moduri transversale pentru o anumită frecvență optică și polarizare. Numărul de moduri este determinat de lungimea de undă și indicele de refracție al materialului. Fibrele multimodale sunt împărțite în fibre cu indice de treaptă și fibre cu gradient.

Valorile razei miezului și ale deschiderii numerice sunt determinate pentru fibre, permițând determinarea parametrului V. Pentru valori mariÎn parametrul V, numărul de moduri este proporțional cu V2. În special, pentru fibrele cu un diametru de miez mare (partea dreaptă a Fig. 1), numărul de moduri poate fi foarte mare. Astfel de fibre pot furniza lumină cu o calitate slabă a fasciculului (cum ar fi cea generată de diodele de mare putere), dar pentru a menține un fascicul de calitate dintr-o sursă de lumină de înaltă luminozitate, va fi mai bine să utilizați o fibră cu un miez mai mic și un mediu moderat. deschidere numerică, deși injectarea eficientă a radiațiilor în fibră poate fi mai complexă.

În comparație cu fibra monomod standard, fibra multimod are de obicei un miez mai mare, precum și o deschidere numerică mare, cum ar fi 0,2-0,3. Acesta din urmă vă permite să lucrați la îndoirea fibrei, dar duce și la o disipare mai intensă, care este determinată de încălcare formă geometrică fibra optica. Consecința acestor încălcări este că unele dintre raze părăsesc fibra optică. Intensitatea împrăștierii depinde nu numai de calitatea materialului din care este realizat miezul, ci și de calitatea placajului, deoarece o parte a semnalului optic se propagă și în acesta. Profilul indicelui de refracție este în mare parte dreptunghiular, dar uneori parabolic. (Vezi mai jos).

Fibra multimodală constă dintr-un miez și o placare. În tipurile obișnuite de linii de comunicație cu fibră optică (vezi mai jos) bazate pe fibre multimod 50/125 și 62,5/125, diametrul miezului este de 50, respectiv 62,5 microni, iar diametrul de placare este de 125 microni. Astfel de fibre suportă sute de moduri.

Injectarea luminii în fibra multimod este destul de simplă, deoarece Cerințele pentru menținerea preciziei ajustării unghiului și poziției fasciculului nu sunt foarte stricte. Pe de altă parte, coerența spațială la ieșirea fibrelor multimode este scăzută, iar distribuția intensității de ieșire este dificil de controlat din motivele explicate mai jos.

Figura 2 prezintă profilele câmpului electric în moduri cu un pas de refracție a fibrei, calculat pentru o anumită lungime de undă. Acesta este modul principal (LP 01) cu o distribuție a intensității apropiată de Gaussian și câteva moduri de ordin superior cu profile spațiale mai complexe. Fiecare mod are o constantă de propagare diferită. Orice distribuție de câmp poate fi considerată ca o suprapunere de moduri.

Total câmp electric, comună în fibra multimodală, este o suprapunere a mai multor moduri. Intensitatea depinde nu numai de puterea optică în toate modurile, ci și de faza relativă, unde poate apărea un maxim sau un minim din cauza interferenței diferitelor moduri.

Atât puterea, cât și faza sunt determinate de condițiile inițiale, iar fazele relative variază continuu de-a lungul fibrei datorită dependenței de constantele de propagare. Astfel, modelul complex de intensitate în timp se modifică continuu pe o lungime de propagare mult sub 1 mm.

Figura 3 prezintă un exemplu animat care arată distribuțiile de intensitate care apar la intervale de 2 um. Acest model de interferență depinde în mare măsură de orice modificări ale îndoirii sau întinderii fibrelor, precum și de temperatură.

Rețineți că pentru lumină cu lățime de bandă optică largă (de ex. lumină albă) astfel de distribuții complexe de intensitate nu sunt observate deoarece graficul de intensitate este diferit pentru fiecare lungime de undă, astfel încât contribuțiile de la diferite lungimi de undă sunt mediate. Cu cât fibra este mai lungă, cu atât gama de frecvență optică necesară pentru această medie este mai mică.

Ei își urmăresc istoria încă din 1960, când a fost inventat primul laser. În același timp, fibra optică în sine a apărut doar 10 ani mai târziu, iar astăzi este baza fizică a internetului modern.

Fibrele optice utilizate pentru transmiterea datelor au o structură fundamental similară. Partea de transmitere a luminii a fibrei (miez, miez sau miez) se află în centru, cu un amortizor (uneori numit placare) în jurul ei. Funcția amortizorului este de a crea o interfață între medii și de a preveni părăsirea radiațiilor din miez.

Atât miezul, cât și amortizorul sunt din sticlă de cuarț, iar indicele de refracție al miezului este puțin mai mare decât cel al amortizorului pentru a realiza fenomenul de reflexie internă totală. Pentru aceasta este suficientă o diferență de sutimi - de exemplu, miezul poate avea un indice de refracție n 1 = 1,468, iar amortizorul poate avea o valoare n 2 = 1,453.

Diametrul miezului fibrelor monomodale este de 9 microni, multimodal - 50 sau 62,5 microni, în timp ce diametrul amortizorului pentru toate fibrele este același și este de 125 microni. Structura ghidurilor de lumină la scară este prezentată în ilustrație:

Profilul indicelui de refracție în trepte (Etapa- index fibră) - cel mai simplu pentru fabricarea ghidajelor de lumină. Este acceptabil pentru fibrele monomode, unde se presupune în mod convențional că există un singur „mod” (calea de propagare a luminii în miez). Cu toate acestea, fibrele cu indice de trepte multimodale se caracterizează printr-o dispersie ridicată cauzată de prezența cantitate mare modul, care duce la împrăștierea semnalului și, în cele din urmă, limitează distanța la care pot funcționa aplicațiile. Indicele de refracție gradient permite reducerea la minimum a dispersiei modului. Pentru sistemele multimodale, fibrele cu index gradate sunt insistent recomandate. (gradat- index fibră) , în care trecerea de la miez la amortizor nu are „treaptă”, ci are loc treptat.

Principalul parametru care caracterizează dispersia și, în consecință, capacitatea unei fibre de a suporta aplicații pe anumite distanțe este coeficientul de bandă largă. În prezent, fibrele multimode sunt împărțite în patru clase conform acestui indicator, de la OM1 (care nu este recomandat pentru utilizare în sisteme noi) până la cea mai productivă clasă OM4.

Fibrele monomode sunt împărțite în clasele OS1 (fibre convenționale utilizate pentru transmisie la lungimi de undă de 1310 nm sau 1550 nm) și OS2, care pot fi utilizate pentru transmisia în bandă largă pe întregul interval de la 1310 nm la 1550 nm, împărțite în canale de transmisie , sau chiar mai mult gamă largă, de exemplu, de la 1280 la 1625 nm. Pe stadiul inițial eliberarea fibrelor OS2 au fost marcate cu denumirea LWP (Scăzut Apă Vârf) , pentru a sublinia faptul că minimizează vârfurile de absorbție între ferestrele de transparență. Transmisia în bandă largă în fibre monomod de cea mai înaltă performanță oferă viteze de transmisie care depășesc 10 Gbps.

Cablu de fibră optică monomod și multimod: reguli de selecție

Având în vedere caracteristicile descrise ale fibrelor multimod și monomod, iată câteva linii directoare pentru selectarea tipului de fibră în funcție de performanța aplicației și de distanța pe care trebuie să funcționeze:

pentru viteze de peste 10 Gbps, alegeți fibră monomod, indiferent de distanță

Pentru aplicații de 10 Gigabit și distanțe de peste 550 m, fibra monomod este, de asemenea, alegerea

Pentru aplicații de 10 Gigabit și distanțe de până la 550 m, este posibilă și fibra multimod OM4

Pentru aplicații de 10 Gigabit și distanțe de până la 300 m, este posibilă și fibra multimod OM3

Pentru aplicații de 1 Gigabit și distanțe de până la 600-1100 m, se poate folosi fibra multimod OM4

pentru aplicații 1-Gigabit și distanțe de până la 600-900 m, se poate folosi fibra multimod OM3

Pentru aplicații de 1 Gigabit și distanțe de până la 550 m, fibra multimod OM2 este posibilă

Costul unei fibre optice este determinat în mare măsură de diametrul miezului, astfel încât un cablu multimod, toate celelalte lucruri fiind egale, este mai scump decât un cablu monomod. În același timp, echipamentele active pentru sistemele monomode, datorită utilizării surselor laser de mare putere (de exemplu, un laser Fabry-Perot), sunt semnificativ mai scumpe decât echipamentele active pentru sistemele multimodale, care utilizează fie relativ ieftine. Laserele VCSEL cu emisie de suprafață sau chiar surse LED mai ieftine. La estimarea costului unui sistem, este necesar să se țină cont atât de costurile infrastructurii de cablare, cât și ale echipamentelor active, iar acestea din urmă pot fi semnificativ mai mari.

Astăzi, există o practică de a alege un cablu optic în funcție de domeniul de utilizare. Se utilizează fibra monomod:

în marin şi transoceanic linii de cablu comunicații;

în liniile trunchiale terestre pe distanțe lungi;

în linii de furnizor, linii de comunicație între nodurile orașului, în canale optice dedicate de distanță lungă, în autostrăzi către echiparea operatorilor de telefonie mobilă;

în sistemele de televiziune prin cablu (în primul rând OS2, transmisie în bandă largă);

în sistemele GPON cu livrare prin fibră către un modem optic situat la utilizatorul final;

în SCS pe autostrăzi mai lungi de 550 m (de obicei între clădiri);

în SCS care deservește centre de date, indiferent de distanță.

Fibra multimodală este utilizată în principal:

în SCS în autostrăzile din interiorul unei clădiri (unde, de regulă, distanțele sunt de 300 m) și în autostrăzile dintre clădiri, dacă distanța nu depășește 300-550 m;

în segmentele orizontale ale SCS și în sistemele FTTD ( fibră- la- cel- birou), unde utilizatorii instalează stații de lucru cu plăci de rețea optice multimodale;

în centrele de date pe lângă fibra monomod;

în toate cazurile în care distanţa permite utilizarea cablurilor multimodale. Deși cablurile în sine sunt mai scumpe, economiile la echipamente active compensează aceste costuri.

Se poate aștepta ca în următorii ani, fibra OS2 să înlocuiască treptat OS1 (se întrerupe), iar fibrele de 62,5/125 µm vor dispărea în sistemele multimode, deoarece vor fi înlocuite complet cu fibre de 50 µm, probabil ale OM3. -Clasele OM4.

Testarea cablurilor optice monomode și multimodale

După instalare, toate segmentele optice instalate sunt supuse testării. Doar măsurătorile luate echipament special, ne permit să garantăm caracteristicile liniilor și canalelor instalate. Pentru certificarea SCS se folosesc dispozitive cu surse de radiații calificate la un capăt al liniei și contoare la celălalt. Un astfel de echipament este produs de Fluke Networks, JDSU, Psiber; toate aceste dispozitive au baze prestabilite ale pierderilor optice admisibile în conformitate cu standardele de telecomunicații TIA/EIA, ISO/IEC și altele. Liniile optice mai lungi sunt verificate folosind reflectometre optice, având corespunzătoare interval dinamicși rezoluție.

În timpul fazei de funcționare, toate segmentele optice instalate necesită o manipulare atentă și utilizarea regulată a materialelor speciale șervețele de curățare, bețișoare și alte produse de curățare.

Există adesea cazuri în care cablurile așezate sunt deteriorate, de exemplu, la săparea șanțurilor sau la executare lucrări de reparațiiîn interiorul clădirilor. În acest caz, pentru a găsi locația defecțiunii, aveți nevoie de un reflectometru sau alt dispozitiv de diagnosticare bazat pe principiile reflectometriei și care să arate distanța până la punctul de defecțiune (producători precum Fluke Networks, EXFO, JDSU, NOYES (FOD) , Greenlee Communication și alții au modele similare).

Modelele bugetare găsite pe piață sunt concepute în principal pentru localizarea deteriorărilor (suduri proaste, rupturi, macrocoduri etc.). Adesea, aceștia nu sunt capabili să efectueze diagnostice detaliate ale liniei optice, să identifice toate neomogenitățile acesteia și să creeze un raport profesional. În plus, sunt mai puțin fiabile și durabile.

Echipamentul de înaltă calitate este, dimpotrivă, fiabil și capabil de diagnosticare FOCLîn cel mai mic detaliu, creați un tabel corect de evenimente, generați un raport editabil. Acesta din urmă este extrem de important pentru certificarea liniilor optice, deoarece uneori există conexiuni sudate cu pierderi atât de mici încât reflectometrul nu este capabil să determine o astfel de conexiune. Dar mai există sudare și trebuie afișată în raport. În acest caz software vă permite să forțați un eveniment pe reflectogramă și să măsurați manual pierderile pe acesta.

Multe dispozitive profesionale sunt, de asemenea, extensibile funcţionalitate prin adăugarea de opțiuni: un microscop video pentru inspectarea capetelor de fibre, o sursă de radiații laser și un contor de putere, un telefon optic etc.

În ciuda varietății uriașe de cabluri de fibră optică, fibrele din acestea sunt aproape aceleași. În plus, există mult mai puțini producători de fibre (Corning, Lucent și Fujikura sunt cei mai cunoscuți) decât producători de cabluri.

Pe baza tipului de design, sau mai degrabă a dimensiunii miezului, fibrele optice sunt împărțite în monomod (SM) și multimod (MM). Strict vorbind, aceste concepte ar trebui folosite în raport cu lungimea de undă specifică utilizată, dar după luarea în considerare a Figura 8.2, devine clar că în stadiul actual al dezvoltării tehnologiei acest lucru nu poate fi luat în considerare.

Orez. 8.3. Fibre optice monomodale și multimodale

În cazul fibrei multimodale, diametrul miezului (de obicei 50 sau 62,5 µm) este cu aproape două ordine de mărime mai mare decât lungimea de undă a luminii. Aceasta înseamnă că lumina poate călători prin fibră de-a lungul mai multor căi (moduri) independente. Este evident că diferitele moduri au lungimi diferite, iar semnalul de la receptor va fi vizibil „împrăștiat” în timp.

Din această cauză, fibrele în trepte de tip manual (opțiunea 1), cu un indice de refracție constant (densitate constantă) pe întreaga secțiune transversală a miezului, nu a fost folosit de multă vreme din cauza dispersiei de mod mare.

A fost înlocuită cu fibre gradient (opțiunea 2), care are o densitate neuniformă a materialului miezului. Figura arată clar că lungimile traseului razelor sunt mult reduse datorită netezirii. Deși razele care călătoresc mai departe de axa fibrei parcurg distanțe mai mari, ele au și o viteză de propagare mai mare. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că densitatea materialului de la centru spre raza exterioară scade conform unei legi parabolice. Și unda luminoasă se propagă mai repede, cu atât densitatea mediului este mai mică.

Ca urmare, traiectorii mai lungi sunt compensate de o viteză mai mare. Odată cu selecția cu succes a parametrilor, diferența de timp de propagare poate fi minimizată. În consecință, dispersia mod-la-mod a unei fibre gradate va fi mult mai mică decât cea a unei fibre cu o densitate a miezului constantă.

Cu toate acestea, indiferent cât de echilibrate sunt fibrele cu gradient multimod, această problemă poate fi eliminată complet numai prin utilizarea fibrelor cu un diametru de miez suficient de mic. În care, la lungimea de undă corespunzătoare, se va propaga un singur fascicul.

În realitate, o fibră comună are un diametru al miezului de 8 microni, care este destul de aproape de lungimea de undă folosită în mod obișnuit de 1,3 microni. Dispersia inter-frecvență rămâne cu o sursă de radiație neideală, dar influența acesteia asupra transmisiei semnalului este de sute de ori mai mică decât dispersia intermodală sau materială. În consecință, debitul unui cablu monomod este mult mai mare decât cel al unui cablu multimod.

Așa cum este adesea cazul, tipul de fibră cu performanță mai mare are dezavantajele sale. În primul rând, desigur, acesta este un cost mai mare datorită costului componentelor și cerințelor de calitate a instalării.

Tab. 8.1. Comparația dintre tehnologiile monomod și multimod.