Medios de Transmisión ( a Com1 en 2025)

Tipos de fibra. Fibra monomodo y multimodo
La luz ambiental es una mezcla de señales de muchas frecuencias distintas, por lo tanto no es una buena fuente para ser utilizada en la transmisión de datos, para este envío de información se requieren medios mas especializados como los siguientes:

1. Fuentes láser: Es una fuente luminosa de alta coherencia que produce luz de una única frecuencia y toda la emisión se produce en fase.
2. Diodos láser: Son una fuente semiconductora de emisión de láser de bajo precio.
3. Diodos LED (Light-Emitting Diode): Son semiconductores que producen luz normal no coherente cuando son  excitados eléctricamente.

Teniendo en cuenta lo anterior existen básicamente dos sistemas de transmisión de datos por fibras ópticas: los que utilizan diodos láser y los que utilizan LEDs.
En los sistemas que utilizan luz láser la transmisión de un pulso de luz (equivalente a un bit) genera un único rayo de luz coherente.

Se dice que la luz se transmite en un sólo modo, por lo que a la fibra que se utiliza se le denomina monomodo.
En los sistemas que utilizan LEDs la transmisión de un pulso de luz genera múltiples rayos de luz, pues se trata de luz normal no coherente; se dice que cada uno de estos rayos tiene un modo y a la fibra que se utiliza para transmitir luz de emisores LED se la denomina fibra multimodo.
Desde otro punto de vista, uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta, que depende también del radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también se conoce como apertura numérica y es adimensional. Según el valor de este parámetro se pueden clasificar los cables de fibra óptica las dos clases antes comentadas, monomodo y multimodo.
Considerándo lo anterior actualmente se utilizan tres tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos:

Figura 1

La figura 1 muestra el principio de transmisión por fibra óptica. Luz de una fuente entra en el núcleo de vidrio o plástico cilíndrico.

a) Los rayos en ángulos poco profundos se reflejan y propagado a lo largo de la fibra; otros rayos son absorbidos por el material circundante. Esta forma de propagación se llama multimodo de índice de pasos, refiriéndose a la variedad de ángulos que reflejan. Con la transmisión multimodo, existen múltiples rutas de propagación, cada uno con una longitud de trayectoria diferente y, por tanto, tiempo para atravesar la fibra. Esto causa elementos de señal (pulsos de luz) para extenderse en el tiempo, lo que limita la velocidad a la que los datos se pueden recibir con precisión. Dicho de otra manera, la necesidad de dejar un espacio entre los pulsos limitan la velocidad de datos. Este tipo de fibra es el más adecuado para la transmisión sobre muy distancias cortas.

c) Cuando se reduce el radio del núcleo de la fibra, se reflejarán menos ángulos. Por reducir el radio del núcleo al orden de una longitud de onda, solo un ángulo o modo puede pasar: el rayo axial. Esta propagación monomodo proporciona un rendimiento superior formalidad por la siguiente razón. Porque hay una única ruta de transmisión con transmisión monomodo, la distorsión encontrada en multimodo no puede ocurrir. Single Mode, se utiliza normalmente para aplicaciones de larga distancia, incluidos teléfono y cable. televisión.

b) Variando el índice de refracción del núcleo, un tercer tipo de es posible la transmisión, conocida como multimodo de índice gradual. Este tipo es intermedio entre las dos características anteriores.El índice de refracción más alto (discutido posteriormente) en el centro hace que los rayos de luz que se mueven hacia abajo del eje avancen más lentamente que los que están cerca del revestimiento. En lugar de zigzaguear del revestimiento, La luz en el núcleo se curva helicoidalmente debido al índice graduado, lo que reduce su recorrido. El camino acortado y la velocidad más alta permiten que la luz en la periferia llegue a un receptor aproximadamente al mismo tiempo que los rayos rectos en el eje central. La fibras de índice graduado a menudo se usan en las LAN.

 Figura 2

El LED es el mas económico, opera en un rango de temperatura mayor y tiene una vida útil más larga.

Los ILD (injection laser diode) ,  que opera según el principio del láser, es más eficiente y puede sostener una mayor tasas de transferencia de datos.

Existe una relación entre la longitud de onda empleada, el tipo de transmisión y la velocidad de datos alcanzable.

Tanto el modo único como el multimodo pueden admitir varias longitudes de onda de luz diferentes y puede emplear fuentes de luz láser o LED. En fibra óptica, basada en las características de atenuación del medio y en conexiones de fuentes de luz y receptores, cuatro ventanas de transmisión son apropiadas, como que se muestra en la  Figura 2 

Tenga en cuenta los enormes anchos de banda disponibles. Para las cuatro ventanas, el respectivo  Los anchos de banda positivos son 33, 12 y 7 THz. 1 Esto es varios órdenes de magnitud mayor
que el ancho de banda disponible en el espectro de radiofrecuencia. 

Un aspecto confuso de las cifras de atenuación informadas para la transmisión de fibra óptica es que, invariablemente, el rendimiento de la fibra óptica se especifica en términos de longitud de onda en lugar de frecuencia. Las longitudes de onda que aparecen en gráficos y tablas son las longitudes de onda correspondientes a la transmisión en el vacío.

Sin embargo, en la fibra, el la velocidad de propagación es menor que c, la velocidad de la luz en el vacío; el resultado es que aunque la frecuencia de la señal no cambia, la longitud de onda cambia.

(University Physics with Modern Physics, 14th ed, Young, Freedman, 2016)