Одномодовый и многомодовый оптоволоконный кабель: в чем разница
Оптоволокно может передавать данные быстрее и на большие расстояния, чем другие технологии, что делает его основой современной передачи данных. В результате оптоволокно широко используется в интернет-услугах, телекоммуникациях и сетях корпоративных центров обработки данных.
При установке оптоволоконного кабеля принимается множество ключевых решений, одним из которых является выбор одномодового или многомодового кабеля. Этот выбор будет иметь серьезные последствия для пропускной способности, расстояния и бюджета вашей сети. Поэтому крайне важно хорошо понимать различия между этими двумя вариантами оптоволоконного стекла.
Ключевое различие между одномодовыми и многомодовыми оптоволоконными кабелями заключается в том, что в первом случае лучи света распространяются исключительно по одному пути. С другой стороны, в многомодовом оптоволокне одновременно по волноводу распространяются несколько лучей света. Одномодовое волокно также имеет сравнительно меньший диаметр сердцевины, чем многомодовое волокно. Прежде чем мы углубимся в различия между этими оптоволоконными кабелями, давайте лучше их разберём.
Одномодовое оптоволокно
Если сердцевина волокна настолько мала, что только луч света под углом падения 0 b0 может стабильно проходить через длину волокна без больших потерь, оно известно как одномодовое оптоволокно. В этом случае диаметр сердцевины к оболочке составляет 9-125 микрометров. Одномодовое оптоволокно также известно как монорежимное оптоволокно или унирежимное оптоволокно.
Оптоволокно состоит из трех частей: сердцевины, оболочки и покрытия или буфера. Сердцевина одномодового оптоволокна плотно расположена в центре и состоит из одного волоконного жгута. Излучаемый от источника свет стремится проходить через этот конкретный участок. Поэтому для малого диаметра сердцевины требуется резкий сфокусированный световой луч, такой как лазер. Одномодовое оптоволокно известно минимальными искажениями сигнала из-за передачи только одного луча света.
Многомодовое оптоволокно
Несколько лучей света одновременно распространяются по волокну в многомодовом оптоволокне. Однако каждый луч света отражается под определенным характерным углом во время передачи. В случае многомодового оптоволокна диаметр сердцевины к оболочке составляет 50-62.5 к 125 микрометрам. Диаметр сердцевины достаточно велик, чтобы позволить нескольким лучам света передаваться через него, и он использует светодиод в качестве оптического источника. Поскольку количество отражений света, создаваемых при прохождении света через сердцевину, увеличивается в случае многомодового оптоволокна, это создает возможность передачи большего количества данных в данный момент времени.
Понимание различий между одномодовым и многомодовым оптоволокном
Диаметр сердцевины
Диаметр сердцевины одномодового волокна намного меньше, чем у многомодового. В то время как у первого диаметр сердцевины составляет 9 мкм, диаметр сердцевины многомодового волокна обычно составляет от 50 мкм до 62.5 мкм. Это позволяет многомодовому оптоволоконному кабелю иметь большую способность «сбора света» и упрощает соединения. Из-за большего диаметра сердцевины его затухание больше, чем у одномодового волокна. Одномодовый кабель имеет очень узкую сердцевину волокна. Поэтому свет, проходящий через эти оптические кабели, не отражается слишком часто, сохраняя затухание на минимальном уровне.
Источник света и длина волны
Бюджетные источники света, такие как VCSEL (вертикально-излучающие лазеры с поверхностным излучением) и светодиоды (LED), работающие на длинах волн 850 нм и 1300 нм, обычно используются в многомодовых кабелях из-за их большого размера сердцевины. С другой стороны, одномодовое волокно обычно использует лазер или лазерный диод для создания света, который вводится в кабель. Наиболее часто используемые длины волн одномодового волокна — 1310 нм и 1550 нм.
Пропускная способность
Пропускная способность многомодового волокна ограничена его световым режимом. Напротив, теоретически одномодовое волокно имеет неограниченную пропускную способность, поскольку оно позволяет проходить только одному световому режиму за раз. Поэтому это широко предпочитаемый выбор в сегодняшней быстротекущей среде. Оба этих типа оптоволокна работают совершенно иначе в отношении пропускной способности. Одномодовый оптоволоконный кабель использует яркие и мощные источники света с меньшим затуханием. В случае многомодового оптоволокна яркость ниже, а затухание выше. Большинство пользователей очевидно требуют более высокой пропускной способности и бесперебойного опыта, что дает преимущество одномодовому оптоволокну.
Цвет оболочки
Согласно стандартному определению в соответствии с цветовой кодировкой оптоволоконных кабелей TIA-598-C Ассоциации телекоммуникационной промышленности, одномодовый кабель покрыт желтой внешней оболочкой для немилитарных применений, а многомодовое волокно покрыто оранжевой или бирюзовой оболочкой.
Расстояние передачи
Электроника и их способность к выходу света определяют расстояние передачи в оптоволоконных кабелях, и одномодовое волокно оказывается превосходным и в этом отношении, способным как к короткодистанционной, так и к дальнедистанционной передаче. Кроме того, его передача не зависит от качества разрешения или единой пропускной способности. Большинство из них могут ретранслировать до 10 км по одномодовому оптоволоконному кабелю. С другой стороны, максимальная дальность многомодового кабеля обычно составляет от 300 до 550 метров из-за градировки кабеля.
Поскольку многомодовое оптоволокно поддерживает более одного светового режима и имеет большой размер сердцевины, расстояние волокна ограничено модовой дисперсией, что является довольно распространенным явлением в многомодовом ступенчатом волокне. Этого не происходит с одномодовым волокном.
Стоимость
Затраты являются одним из ключевых факторов, которые следует учитывать при принятии любого решения о покупке. Естественно, вы всегда захотите выбрать вариант, который доставляет лучшие возможные результаты по доступной цене. В настоящее время одномодовое волокно имеет преимущество в стоимости по сравнению с его многомодовыми вариантами. Хотя они имеют более сложные оптические процессоры и более мощные источники света, из-за эффективности производства одномодовые кабели известны более низкой ценой по сравнению с многомодовыми кабелями. Фактически, в среднем они могут достичь экономии 30% по сравнению с многомодовым волокном.
Однако также жизненно важно учитывать, что большинство волоконных систем используют приемопередатчики, отвечающие за объединение передатчика и приемника в один модуль оптоволоконной технологии для приема и передачи по оптической сети. В настоящее время цена многомодовых приемопередатчиков в два-три раза ниже, чем у одномодовых приемопередатчиков.
Итог
Поскольку несколько режимов или световых путей проходят по многомодовому оптоволоконному кабелю, он может обеспечивать высокую пропускную способность на коротких расстояниях. Весь свет от импульса движется с почти одинаковой скоростью и прибывает примерно в одно и то же время в одномодовом волокне, и поэтому не имеет эффекта модовой дисперсии, как в многомодовом волокне. Он способен поддерживать более высокие уровни пропускной способности с меньшими потерями сигнала на больших расстояниях и идеально подходит для приложений передачи сигналов на большие расстояния, от удаленных офисов до кампусов. Из-за своих множественных световых путей, однако, многомодовые кабели хороши для проектов, требующих высокой пропускной способности в коротком диапазоне расстояний. Вам необходимо обдумать ваши конкретные требования и бюджетные ограничения, чтобы выбрать идеальный оптоволоконный кабель для вашего проекта.