Mi opinión personal sobre las fibras huecas

En 2022, le conté un chiste a todo el mundo. Mirando atrás ahora, me doy cuenta de que yo mismo era el chiste. Por eso es crucial leer más y aprender más. De hecho, existen fibras con núcleo sólido y fibras con núcleo hueco. A continuación expongo lo que yo entiendo por fibras alveolares.

Comparemos las fibras de núcleo hueco con las de núcleo macizo.

Ambas están formadas por un núcleo y un revestimiento, pero las fibras de núcleo hueco tienen un revestimiento adicional. microestructuras. La función de estas microestructuras es confinar la luz dentro del núcleo (para su transmisión en el aire) mediante reflexión o, dicho de otro modo, a través de un mecanismo de interferencia. Las fibras tradicionales de núcleo sólido se basan en la reflexión interna total (TIR) El principio de la fibra hueca es atrapar la luz en el interior del núcleo para transmitirla y evitar que se escape. Las fibras de núcleo hueco funcionan de forma similar: confinan la luz dentro del núcleo, pero la luz viaja a través del aire.

Mucha gente se pregunta por qué las fibras huecas ofrecen velocidades de transmisión tan altas.

Algunos suponen que se debe a que la luz rebota (se refracta repetidamente) en las fibras de núcleo sólido y recorre un trayecto más largo, mientras que en las fibras de núcleo hueco la luz viaja en línea recta a través del aire, por lo que cubre una distancia más corta. Pero esto es incorrecto: la luz sólo puede viajar en línea recta, y sin embargo es imposible que las fibras (ya sean sólidas o huecas) se coloquen en línea perfectamente recta durante la fabricación y el despliegue del cable. Siempre habrá curvas, por lo que la luz en las fibras huecas también sufre reflexión; la diferencia es que las microestructuras reflejan la luz de vuelta al núcleo.

Diferentes medios de transmisión

La verdadera razón del significativo aumento de velocidad reside en la diferentes medios de transmisión. En las fibras de núcleo sólido, la luz viaja a través del vidrio a una velocidad aproximada de 200 millones de metros por segundo, mientras que en el aire (el medio de las fibras de núcleo hueco), la luz viaja a unos 300 millones de metros por segundo, lo que supone un aumento de velocidad de más de 30%.

Pérdida diferente

Además, la luz en el cristal está sujeta a Dispersión Rayleigh y otros efectos de dispersión, lo que provoca una mayor atenuación. En las fibras de núcleo macizo que funcionan a la longitud de onda de 1550 nm, la atenuación es de aproximadamente 0,22 dB por kilómetro, mientras que las fibras de núcleo hueco pueden alcanzar una atenuación tan baja como 0,09 dB por kilómetro, una reducción de más de 50%. Esto significa que, en las mismas condiciones, la distancia de transmisión de las fibras huecas puede casi duplicarse.

Menor dispersión, mayor capacidad

Además, la transmisión de la luz en el aire provoca menor dispersión y mayor capacidad. Por ejemplo, los láseres de alta potencia no pueden transmitirse a través de fibras de núcleo sólido, ya que el vidrio resultaría dañado (quemado) por el láser. Otra característica de las fibras con núcleo hueco es su mayor diámetro (mucho más gruesas que las fibras de núcleo sólido), lo que conduce a menor resistencia a la flexión.

Soluciones para pruebas de transmisión

Sin embargo, dado que la luz viaja en el aire con una dispersión de Rayleigh mínima, reflectómetros ópticos de dominio temporal (OTDR)-que se basan en la dispersión Rayleigh para las pruebas- ya no son adecuadas para las fibras de núcleo hueco, lo que hace más engorroso su mantenimiento.

Nuestra solución actual es agrupar fibras de núcleo hueco y fibras de núcleo sólido en un único cable óptico para su despliegue. Si el cable se rompe, podemos localizar el fallo probando las fibras tradicionales de núcleo sólido y realizar reparaciones. En cambio, las fibras huecas requieren empalmadoras de fusión que mantienen la polarización (PM) para el empalme. Estas empalmadoras son grandes y requieren un amplio espacio operativo, por lo que normalmente necesitamos pelar una sección relativamente larga del cable durante la preparación.

El empalme de fibras huecas también tiene requisitos estrictos de temperatura y humedad ambiente, lo que dificulta enormemente el proceso. En entornos difíciles, puede ser necesario pelar 4-5 metros del cable, e incluso entonces, no se puede garantizar el éxito del empalme.

El coste de las fibras huecas

Por último, en cuanto al coste de las fibras huecas: es de aproximadamente $5,285 por núcleo por kilómetro-es decir, $5,285 por núcleo y metro, lo que puede calificarse de “altísimo”. Este coste es más de 1.000 veces superior al de las fibras tradicionales de núcleo sólido (el coste de las fibras de núcleo sólido es de aproximadamente ￥2.142,86 por kilómetro para un cable de 4 núcleos). Por tanto, el despliegue generalizado de fibras huecas en las infraestructuras requerirá más tiempo para reducir costes.