As fibras ópticas multimodo e monomodo são visivelmente diferentes? Por que a distância de transmissão delas é muito menor que a da fibra monomodo?
I. É possível distinguir a diferença entre fibra multimodo e monomodo a olho nu?
Em termos de construção física e aparência, se a olho nu pode distinguir depende se você está observando fibra nua ou um patch cord de fibra óptica acabado:
1. Observando diretamente a fibra nua (extremamente difícil distinguir o núcleo a olho nu)
Seja fibra monomodo ou multimodo, o diâmetro externo padrão da casca (Cladding) mais externa é consistente, geralmente de 125\ \mu\text{m} (aproximadamente a espessura de um fio de cabelo), e o diâmetro externo da revestimento (Coating) plástico mais externo também é geralmente o mesmo (como 245\ \mu\text{m} ou 250\ \mu\text{m}).
A diferença central entre os dois reside no diâmetro do núcleo (Core) dentro da casca:
- Fibra Monomodo (SMF): O núcleo é extremamente estreito, geralmente apenas cerca de 9\ \mu\text{m}.
- Fibra Multimodo (MMF): O núcleo é mais grosso, comumente 50\ \mu\text{m} (como OM2, OM3, OM4) ou 62.5\ \mu\text{m} (como OM1).
Como o núcleo é envolvido por uma casca de vidro de tamanho igual e completamente transparente, é impossível distinguir o tamanho do núcleo apenas olhando diretamente a olho nu.
2. Através da cor da jaqueta externa do patch cord de fibra óptica (o mais intuitivo e fácil de distinguir a olho nu)
Se a fibra já foi processada em um patch cord de fibra óptica com uma jaqueta externa plástica, os padrões internacionais (como TIA-598-C) definem uma codificação de cores extremamente clara, que pode ser distinguida a olho nu de relance:
- Patch cord de fibra monomodo: A jaqueta externa é geralmente amarela (Yellow).
- Patch cord de fibra multimodo:
- Laranja (Orange): Usado principalmente para fibras multimodo antigas OM1 ou OM2 (62.5\ \mu\text{m} ou 50\ \mu\text{m});
- Verde água/Ciano (Aqua): Usado principalmente para fibras multimodo OM3 ou OM4 de nível 10 Gigabit;
- Violeta Erika (Erika Violet): Usado para fibra multimodo de banda larga OM5.
3. Com o auxílio de um microscópio de inspeção de extremidade de fibra (observação microscópica profissional)
Se um microscópio de extremidade de fibra de 200x ou 400x for usado para observar a extremidade do conector, devido à diferença de várias vezes no tamanho do núcleo (9 vs 50), o olho nu pode ver claramente a diferença de tamanho entre os núcleos monomodo e multimodo na área central através da ocular ou tela.
II. Por que a distância de transmissão da fibra multimodo é tão menor que a da monomodo?
A distância de transmissão da fibra multimodo é geralmente de apenas algumas centenas de metros (ou até dezenas de metros em taxas de 10 Gigabit de alta velocidade), enquanto a fibra monomodo pode transmitir facilmente dezenas ou até centenas de quilômetros. Isso é determinado principalmente pelos dois mecanismos físicos centrais a seguir:
1. Dispersão Modal (Modal Dispersion) — O principal fator limitante
Como o núcleo da fibra multimodo (por exemplo, 50\ \mu\text{m}) é muito maior que o comprimento de onda da luz de trabalho, isso permite que a luz se propague simultaneamente em centenas ou milhares de caminhos diferentes (chamados