Los rayos de luz se reflejan totalmente internamente en una fibra óptica, entonces, ¿por qué se pierden algunos de sus datos y el porcentaje de pérdida depende de la distancia que recorre?

Answer 1

Hola, Conway ya cubrió algunas de las razones de la pérdida en general; pero aparte de eso, destacaré algunos otros aspectos en cuanto a la pérdida de datos.

1. Dispersión: – Incluso si la pérdida fuera casi insignificante en la fibra, la señal sufriría una dispersión en la fibra, como la dispersión de la velocidad del grupo, lo que puede provocar un aumento del pulso y el chirrido. Esto, a su vez, puede provocar jitter determinista e interferencia entre símbolos: Wikipedia (y, por lo tanto, puede disminuir la SNR). Este es el punto más importante además de la pérdida al diseñar un enlace de fibra óptica.
2. Pérdida de fibra: la pérdida de propagación de una fibra SMF-28 estándar es de 0.2dB / km incluso cuando no está doblada, esto es simplemente intrínseco a la fibra de sílice y nunca se puede evitar. Aunque, parece bajo, a lo largo de cientos de kilómetros, la pérdida puede acumularse.

Answer 2

En lugar de imaginar un rayo de luz como una línea singular, imagine ese rayo de luz como una cantidad infinita de ondas esféricas que se ensamblan al unísono.

A medida que estas ondas esféricas infinitas siguen rebotando a través de la fibra óptica, se reflejan de manera ligeramente diferente. Lo golpearon en un punto ligeramente diferente. Lo golpearon en una fase ligeramente diferente. Es posible que algunas de las ondas esféricas ni siquiera se reflejen en absoluto. A medida que se propaga a través de un medio, estas pequeñas diferencias se vuelven cada vez más notables.

Considero las impurezas en un material como “reductores de velocidad”. En términos simples, la velocidad a la que se propaga una ola cambia dependiendo de las propiedades del material. Ahora imagine estas ondas esféricas infinitas que viajan a través del material. No todas estas esferas golpearán estos “baches de velocidad”.

Answer 3

Hablando en general, pueden suceder cuatro cosas cuando la luz que viaja en un medio encuentra el límite con un segundo medio:

1. Se puede transmitir , lo que significa que pasa al segundo medio. Obedecerá la Ley de Refracción cuando lo haga; pero “refracción” se refiere a cómo se curva el camino, no al hecho de que ingrese al segundo medio.
2. Puede sufrir una reflexión especular . Permanecerá dentro del primer medio, siguiendo la Ley de Reflexión (rebotando fuera del límite en el lado opuesto de la superficie normal, haciendo el mismo ángulo con él).
3. Puede sufrir una reflexión difusa . Permanecerá dentro del primer medio, rebotando en muchas direcciones.
4. Puede ser absorbido por el segundo medio, generalmente como calor.

A menos que tenga superficies y medios ideales, y a excepción del caso de Reflexión total (ver nota), los cuatro sucederán. Lo que significa “reflexión total” es que no se puede transmitir luz, porque la Ley de Refracción no tiene solución. Aún se producirán tanto la reflexión difusa como la absorción, lo que provocará la pérdida de la intensidad de la señal.

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Nota: “Reflexión” significa que la luz permanece en el primer medio. El “Interno” en “Reflexión interna total” se refiere a la luz que permanece en el interior del primer medio, por lo que es redundante. La implicación de que significa “interno a algún objeto” conduce a conceptos erróneos sobre varios otros fenómenos.

Answer 4

En teoría, sí, están “totalmente reflejados internamente”, sin embargo, en la práctica, este no es el caso, ya que no hay fibra óptica “perfecta”.

Existen muchas fuentes de pérdida de señal en la fibra óptica: absorción, dispersión, dispersión y flexión.

Si desea obtener más información sobre estas pérdidas, vea esta presentación de diapositivas

Pérdidas en fibra óptica.

Answer 5

En pocas palabras, las pérdidas ocurren cuando:

1. la señal de luz viaja a larga distancia (y se cansa … es broma). La pérdida se debe a material e impurezas.
2. Hay interconexiones / empalmes para unir cable a cable, o aumentar la señal, lo que también causa pérdidas.
3. La fibra se dobla demasiado, hay una mayor pérdida de señal. Al igual que toma una curva en la carretera yendo demasiado rápido en un automóvil, puede volar por la curva.
4. pérdidas medioambientales o daños en el cable (sucede). Al igual que cuando coloca un objeto pesado con una esquina afilada en la fibra, pueden producirse grandes pérdidas.
5. Pérdida por envejecimiento. La fibra de vidrio se degrada con el tiempo, se vuelve menos transparente.

Espero recordarlo todo (probablemente no), ha pasado algún tiempo desde que toqué esto. Espero que esto ayude.

Answer 6

En teoría, tienes razón. Pero en realidad puede haber varias razones.
La fibra óptica tiene defectos o grietas.
Pero la razón más importante es el cambio de Goos-Hänchen.
El efecto Goos – Hänchen es un fenómeno óptico en el que la luz polarizada linealmente sufre un pequeño desplazamiento lateral, cuando se refleja totalmente internamente.

Answer 7

Bien … el problema es que los rayos de luz NO se reflejan totalmente internamente.

No gotean mucho, pero sí gotean, y lo que se filtra generalmente es absorbido por la vaina circundante.

Y sí, algunos datos pueden perderse … pero lo que se hace es poner los repetidores en línea para amplificar las señales de luz.

La distancia entre esos repetidores puede ser muy larga (cientos de km).

Comunicación por fibra óptica – Wikipedia