Разница между одномодовым и многомодовым волокном

В зависимости от модуля передачи в точке передачи оптические волокна можно разделить на одномодовые и многомодовые. Так называемая «мода» относится к лучу света, входящему в оптическое волокно с определённой угловой скоростью. В одномодовом волокне в качестве источника света используется твердотельный лазер, а в многомодовом — светодиод. Многомодовое волокно позволяет нескольким световым пучкам распространяться по волокну одновременно, что приводит к модовой дисперсии (поскольку каждая «мода» входит в волокно под разным углом и достигает другого конца в разное время, эта особенность называется модовой дисперсией). Технология модовой дисперсии ограничивает полосу пропускания и дальность передачи многомодового волокна. Поэтому сердечник многомодового волокна толстый, скорость передачи низкая, расстояние передачи небольшое, а общие характеристики передачи низкие, но при этом его стоимость относительно низкая. Обычно оно используется в зданиях или географически смежных зонах. Одномодовое волокно может пропускать только один луч света, поэтому одномодовое волокно не обладает свойствами модовой дисперсии. Таким образом, сердцевина одномодового волокна относительно тонкая, с широким диапазоном частот передачи, большой емкостью и большим расстоянием передачи. Однако из-за необходимости использования лазерного источника стоимость относительно высока.

Многомодовое волокно

Оптические сигналы распространяются по нескольким путям в многомодовых волокнах: обычно рекомендуется применять их на расстояниях менее нескольких миль.

Эффективное расстояние многомодового волокна от передатчика до приемника составляет приблизительно 8 километров, а доступная дальность отслеживания также зависит от типа и качества передающего/приемного устройства. Чем мощнее источник света, тем чувствительнее приемник и тем больше расстояние. Исследования показали, что пропускная способность многомодового волокна составляет приблизительно 4000 Мбит/с. Одномодовое волокно изготовлено таким образом, чтобы исключить уширение импульса, а благодаря малому размеру сердцевины (7–9 микрон) оно устраняет скачки световых лучей. Используйте сфокусированные лазерные источники на длинах волн 1310 и 1550 нм. Эти лазеры непосредственно излучают излучение в сердцевину волокон и распространяются к приемнику без существенных скачков.

Одномодовое волокно

Сердцевина одномодового волокна относительно тонкая, что позволяет свету излучаться непосредственно в центр. Рекомендуется использовать на больших расстояниях.

Кроме того, потери на расстоянии у одномодовых сигналов меньше, чем у многомодовых. На расстоянии первых 3000 футов многомодовое волокно может терять 50% интенсивности сигнала светодиода, в то время как одномодовое теряет всего 6,25% лазерного сигнала на том же расстоянии.

Потенциал пропускной способности одномодового волокна делает его единственным выбором для высокоскоростной передачи данных на большие расстояния. Недавние испытания показали, что одномодовый оптический кабель может передавать 64 канала 40G Ethernet на расстояние до 4500 километров.

Наиболее распространенным определяющим фактором при выборе многомодового или одномодового кабеля в защищенных приложениях является расстояние. Если расстояние составляет всего несколько миль, предпочтительнее многомодовый кабель, поскольку для светодиодных передатчиков/приёмников требуются гораздо более дешёвые лазеры, чем для одномодовых. Если расстояние превышает 5 миль, оптимальным вариантом будет одномодовое волокно. Ещё один важный вопрос — пропускная способность. Если в будущем приложения потребуют передачи сигналов с большой полосой пропускания, то лучшим выбором будет одномодовый кабель.