Nós conhecemos aquele multimodo fibra é também conhecido como fibra de índice de degrau, onde a função da posição radial é o índice de refração, ou seja, é estável em algumas áreas e exibe degraus em certas posições. Portanto, essas também são conhecidas como fibras de índice graduado, caso contrário, fibras de índice de gradiente, porque o índice de refração muda facilmente na direção radial. Isso pode ser obtido por meio de técnicas de fabricação de fibra. O design de uma fibra de índice graduado inclui uma forma parabólica do eixo da fibra que está afastado para um determinado local radial. Este artigo discute uma visão geral da fibra de índice graduado, funcionamento e suas diferenças.

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O que é a fibra de índice graduado?

Definição: No comunicação de fibra óptica , um índice graduado fibra ótica tem um índice de refração. Quando a distância radial é aumentada a partir do eixo da fibra, o índice de refração diminui. Como as partes do núcleo estão mais próximas do eixo da fibra, o que tem um alto índice de refração em comparação com as partes próximas ao revestimento, os raios de luz seguirão pistas sinusoidais sob a fibra.

O índice de refração mais frequente usado em uma fibra de índice graduado é o parabólico, o que resulta na focalização frequente das emissões dentro do núcleo e reduz a dispersão modal. O projeto de fibra óptica multimodo pode ser feito usando o índice de degraus, caso contrário, o índice graduado.

O principal benefício do índice graduado em comparação com o índice escalonado é a grande diminuição na dispersão modal. Além disso, esta dispersão pode ser reduzida selecionando um tamanho de núcleo menor para formar uma fibra de índice de degrau em um único modo. Este tipo de fibra é regulamentado pela ITU (International Telecommunications Union) na recomendação G.651.1.

Diagrama de fibra de índice graduado

No âmbito da ITU (International Telecommunication Union), também é conhecido como G.651.1. É um tipo de fibra em que a distância radial aumenta e, em seguida, o índice de refração diminui lentamente. Em contraste, o que geralmente observamos é uma fibra G.652.D tem um perfil de índice de refração de índice de degrau. O diagrama de fibra de índice graduado é mostrado abaixo.

Fibra de índice graduado

Na fibra de índice graduado, o índice de refração do núcleo não é estável, mas reduz lentamente de seu valor máximo (n1) no centro do núcleo para seu valor mínimo (n2) na interface do revestimento do núcleo que é ilustrado no imagem seguinte. A intenção principal de projetar fibras de índice graduado é ter uma redução quase quadrática e é examinada através do perfil α que é dado pela seguinte fórmula.

Fórmula de fibra de índice graduado

Na equação acima,

‘Ρ’ é a posição radial

‘A’ é o raio do núcleo

‘Α’ é o parâmetro do perfil,

‘Δ’ é a diferença entre o número de refração relativo

Δ = n1^dois-n2^dois/ 2n1^dois= n1-n2 / n1

Aqui, o parâmetro como 'α' verifica o perfil de índice e o perfil da fibra de índice de degrau é movido em direção ao limite de grande 'α'. Uma fibra de índice parabólico se comunica com α = 2.

É muito fácil entender porque a dispersão de multipercurso e intermodal são diminuídas nessas fibras. No diagrama acima, podemos observar que os três raios da fibra se transmitem em caminhos diferentes. Para raios mais angulares, o caminho é mais longo. Mas, a velocidade do raio mudará junto com o caminho devido a diferenças dentro do índice de refração.

Mais especificamente, o feixe que circula ao longo do eixo da fibra tomará a pista mais curta, no entanto, transmite lentamente porque o índice é principal ao longo desta pista.

Alternativamente, os raios angulares percorrem um longo caminho, embora incluam uma grande parte de sua faixa através do baixo índice de refração, portanto, eles se movem mais rápido. Assim, é possível que todos os sinais apareçam ao mesmo tempo no final da fibra, desde que selecionemos uma seleção adequada do α (perfil de índice de refração).

Fibra multimodo de índice graduado

Nesse tipo de fibra, o diâmetro do núcleo varia de 50 a 100 micrômetros. Quando o núcleo tem um diâmetro grande, ele permite que vários raios circulem por toda a fibra. Quando o sinal de luz viaja na fibra, ele muda seu comportamento ao longo do tempo em que viaja dentro dela. Porque já discutimos que o índice de refração do núcleo no eixo é relativamente maior em comparação com a outra parte dele.

Assim, uma vez que o sinal de luz é permitido, ele circula na fibra, depois transmite do meio denso baixo ao meio denso alto. Assim, o sinal de luz apesar de ser refletido, é refratado no núcleo.

Portanto, a luz transmissora é constantemente refratada e se curva. Portanto, no caso da fibra multimodo, os sinais de luz não circulam rastreando uma linha reta, em vez disso, eles rastreiam a pista parabólica por causa da não uniformidade dentro do índice de refração no núcleo.

Porém, alguns dos modos transmitirão em um caminho reto ou terão baixa natureza parabólica. Como resultado, esses sinais de luz circularão lentamente por causa do progresso em regiões de alto índice de refração, em comparação com as que seguem uma linha altamente parabólica.
Os sinais de luz que se propagam por toda a região sairão do eixo que se move durante a área de baixo índice de refração e transmite longas distâncias, mas circula rapidamente. Como resultado, o tempo que leva para circular será reduzido no outro lado da fibra. Portanto, todos os sinais viajarão por diferentes vias. Isso remove a probabilidade de propagação no núcleo.

Diferença entre índice de degrau e fibra de índice graduado

As principais diferenças entre essas duas fibras são discutidas a seguir.

Fibra de índice de degrau	Fibra de índice graduado
Nesta fibra, o índice de refração do núcleo é estável em todo o núcleo.	Nesta fibra, o índice de refração do núcleo da fibra de índice graduado é máximo no núcleo, centro e, em seguida, reduz na direção da interface de revestimento do núcleo.
A propagação da luz é em ziguezague	A propagação da luz é em forma de hélice.
Tem baixa largura de banda	Tem uma grande largura de banda
Estes são dois tipos, como modo mono e modo múltiplo	Este é apenas um tipo, como fibra multimodo
Para cada reflexão, o raio cruza o eixo da fibra.	Os raios nesta fibra não cruzarão o eixo da fibra.
O processo de fabricação é fácil	O processo de fabricação é complexo.

Vantagens

O vantagens da fibra de índice graduado inclui o seguinte

Usando esta fibra, uma grande quantidade de dados pode ser transmitida
Compare com o índice de passo, a distorção é relativamente pequena

Desvantagens

O desvantagens da fibra de índice graduado incluem Os seguintes

Tem menos eficiência de acoplamento de luz.
É caro em comparação com a fibra de índice escalonado.

Aplicações de fibra de índice graduado

Os aplicativos incluem o seguinte.

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Geralmente, a fibra multimodo de índice graduado é usada em largura de banda comparativamente menor e em aplicações de curta distância LANs (redes locais) que funciona a 1 Gbps, caso contrário menos.
A fibra monomodo SMF ou Step-index é usada em aplicações de alto BW e longa distância, como backbones de portadora.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral da fibra de índice graduado . A partir das informações acima, finalmente, podemos concluir que, nesta fibra, o sinal de informação que é transmitido pode circular bem e as chances de dispersão também são menores neste caso. Aqui está uma pergunta para você, o que é fibra óptica?