Ein „Modus“ ist ein Lichtstrahl, der mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit in die Faser eintritt. Multimode-Fasern ermöglichen die gleichzeitige Ausbreitung mehrerer Lichtstrahlen in der Faser, was zu einer Modendispersion führt (da jede „Mode“ des Lichts in einem anderen Winkel in die Faser eintritt, kommen sie zu unterschiedlichen Zeiten am anderen Ende an, ein Merkmal, das als Mode bezeichnet wird). Die Modendispersionstechnik begrenzt die Bandbreite und Entfernung von Multimode-Fasern, was zu einem dicken Kern, einer niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit, einer kurzen Übertragungsentfernung und einer schlechten Gesamtübertragungsleistung führt. Multimode-Fasern haben jedoch den Vorteil relativ geringer Kosten und werden häufig in Gebäuden oder geografisch angrenzenden Umgebungen verwendet. Singlemode-Fasern ermöglichen nur die Ausbreitung eines Lichtstrahls und weisen daher keine Modendispersionseigenschaften auf. Dadurch verfügt die Singlemode-Faser über einen entsprechend dünnen Kern, eine große Übertragungsbandbreite, eine hohe Kapazität und eine lange Übertragungsdistanz, ist aber aufgrund der Notwendigkeit einer Laserquelle teurer.
Singlemode-Faser
Singlemode-Fasern bestehen aus nur einem Glasfaserstrang (in den meisten Anwendungen zwei Strängen) mit einem Kerndurchmesser im Bereich von 8.3 μm bis 10 μm. Aufgrund des relativ geringen Kerndurchmessers können Singlemode-Fasern nur optische Signale mit Wellenlängen von 1310 nm oder 1550 nm übertragen, was die Kopplung mit optischen Geräten relativ schwierig macht. Die Bandbreite von Singlemode-Fasern ist höher als die von Multimode-Fasern, stellt aber gleichzeitig auch hohe Anforderungen an die spektrale Breite und Stabilität der Lichtquelle. Mit anderen Worten: Die spektrale Breite sollte schmal und die Stabilität gut sein.
Aufgrund der geringen Streuung und der Übertragung nur eines Lichtmodus können Singlemode-Fasern eine Übertragung mit hoher Kapazität und großer Entfernung erreichen. In 100-Mbps-Ethernet- bis 1G-Gigabit-Netzwerken kann Singlemode-Glasfaser Übertragungsentfernungen von mehr als 5000 m unterstützen. Da der Kerndurchmesser von Singlemode-Fasern zu klein ist, lässt sich die Strahlübertragung nur schwer steuern, weshalb ein extrem teurer Laser als Lichtquelle erforderlich ist. Darüber hinaus sind die Kosten für Singlemode-Fasern höher als für Multimode-Fasern, da die Übertragungsrate im Vergleich zu Multimode-Fasern höher ist und die Übertragungsdistanz mindestens 50-mal größer ist als bei Multimode-Fasern.
Bei optischen Singlemode-Modulen werden im Allgemeinen LD (Laserdiode) oder LED (Leuchtdiode) mit schmaleren Spektrallinien als Lichtquelle verwendet, und die Kopplungskomponenten sind so dimensioniert, dass sie zur Singlemode-Faser passen, um eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen Übertragung.
Im Vergleich zu Multimode-Fasern haben Singlemode-Fasern einen deutlich kleineren Kerndurchmesser. Die Kombination aus kleinem Kerndurchmesser und Singlemode-Übertragung ermöglicht die Übertragung optischer Signale in Singlemode-Fasern ohne Verzerrung durch überlappende optische Impulse. Unter allen Fasertypen weist die Singlemode-Faser die niedrigste Signaldämpfungsrate und die höchste Übertragungsgeschwindigkeit auf.
Singlemode-Fasern werden hauptsächlich in WDM (Wave-Division-Multiplexing) und anderen Mehrfrequenz-Datenübertragungsanwendungen verwendet, bei denen die gemultiplexten optischen Signale nur mit einer Singlemode-Faser übertragen werden können.
Multi-Mode-Faser
Multimode-Fasern sind ein weiterer gängiger Fasertyp mit einem Kerndurchmesser von 50 μm bis 100 μm und einer Betriebswellenlänge von 850 nm oder 1310 nm. Die Kopplung mit optischen Geräten ist relativ einfach. Multimode-Fasern können mehrere Moden bei einer bestimmten Betriebswellenlänge übertragen.
Im Vergleich zu Twisted Pair unterstützt Multimode-Glasfaser längere Übertragungsentfernungen, bis zu 2000 Meter in 10-Mbit/s- und 100-Mbit/s-Ethernet. Gängige Multimode-Fasern sind in den Kerndurchmessern 50 μm, 62.5 μm und 100 μm erhältlich.
Aufgrund der Übertragung von bis zu Hunderten von Moden in der Multimode-Faser variieren die Ausbreitungskonstanten und Gruppengeschwindigkeiten jedes Modes, was zu einer schmalen Bandbreite der Faser, einer großen Dispersion und Verlusten in der Faser führt. Diese Einschränkung schränkt die Frequenz des übertragenen digitalen Signals ein und eignet sich daher nur für Glasfaserkommunikationssysteme mit geringer Kapazität über kurze und mittlere Entfernungen, die im Allgemeinen auf Übertragungsentfernungen von einigen Kilometern beschränkt sind.
Im Gegensatz zu optischen Singlemode-Modulen verwenden optische Multimode-Module im Allgemeinen kostengünstigere LEDs als Lichtquelle, und die Kopplungskomponenten sind größtenteils so dimensioniert, dass sie zur Multimode-Faser passen, um den optimalen Übertragungseffekt zu erzielen.
Im Vergleich zu Singlemode-Fasern sind Multimode-Fasern kostengünstiger. Aus praktischen Gründen handelt es sich bei den meisten Glasfasern, die heute in den meisten LANs verwendet werden, um Multimode-Glasfasern.
Unterschied zwischen Singlemode-Faser und Multimode-Faser
1. Singlemode-Glasfaser unterstützt Einzelfaser-Transceiver, die an einem Ende mit 1500-nm-Wellenlängen für die Übertragung und 1300-nm-Wellenlängen für den Empfang und am anderen Ende mit 1500-nm-Wellenlängen für den Empfang und 1300-nm-Wellenlängen für die Übertragung implementiert werden. Manche Leute bezeichnen dies als Duplex. Tatsächlich ist es nicht ganz richtig, dies zu sagen, man sollte es Multiplexing nennen. Multimode-Fasern unterstützen nur Dual-Faser-Transceiver, da Multimode Brechung für die Übertragung nutzt und es nicht möglich ist, zwei Wellenlängen in unterschiedliche Richtungen auf der Glasfaser zu senden. Es kann nur eine Wellenlänge verwendet werden und sie kann nicht gemultiplext werden.
2. Der Kerndurchmesser der Singlemode-Faser ist klein (ca. 10 mm), sodass nur eine Modenübertragung mit geringer Dispersion möglich ist und sie bei langen Wellenlängen (1310 nm und 1550 nm) betrieben werden kann. Die Kopplung mit optischen Geräten ist relativ schwierig. Andererseits haben Multimode-Fasern einen größeren Kerndurchmesser (62.5 mm oder 50 mm), was die Übertragung von Hunderten von Moden mit größerer Streuung ermöglicht und bei 850 nm oder 1310 nm arbeitet. Die Kopplung mit optischen Geräten ist relativ einfach.
3. Das Logo für Multimode-Fasern ist „MMF“, während das Logo für Singlemode-Fasern „SMF“ ist. Wenn man die Faser an ein Gerät anschließt und das Innere untersucht, bedeutet dies: Wenn Licht vorhanden ist, handelt es sich um eine Multimode-Faser, und wenn kein Licht vorhanden ist, handelt es sich um eine Singlemode-Faser (das Prinzip der Singlemode-Faser besteht darin, den Laser zu verwenden). als Lichtquelle, während die Multimode-Faser zwei angeregte Röhren als Lichtquelle verwendet.
Wählen Sie Singlemode- oder Multimode-Faser?
Bei Sicherheitsanwendungen ist die Entfernung der häufigste entscheidende Faktor für die Wahl zwischen Multimode- oder Singlemode-Faser. Beträgt die Entfernung nur wenige Kilometer, ist Multimode-Glasfaser zu bevorzugen. Dies liegt daran, dass LED-Sender/Empfänger viel günstiger sind als der für Singlemode-Fasern benötigte Laser. Wenn die Entfernung mehr als 5 Meilen beträgt, ist Singlemode-Glasfaser die beste Wahl. Ein weiteres zu berücksichtigendes Problem ist die Bandbreite. Wenn zukünftige Anwendungen die Übertragung von Datensignalen mit großer Bandbreite umfassen könnten, wäre Singlemode-Glasfaser die optimale Wahl.
Zusammenfassung
Singlemode-Glasfaser eignet sich für die Übertragung über große Entfernungen, ist jedoch mit höheren Kosten verbunden. Multimode-Glasfaser hingegen eignet sich für die Übertragung über kurze Distanzen und ist kostengünstiger. Bei der Auswahl von Glasfaser-Patchkabeln ist es wichtig, keine blinde Entscheidung zu treffen. Zunächst sollten Sie sich über Ihre spezifischen Anforderungen im Klaren sein, einschließlich der Art des von Ihnen verwendeten Verkabelungssystems und der Entfernung, die Sie für die Übertragung benötigen. Anhand dieser Faktoren können Sie das passende Glasfaser-Patchkabel auswählen, das Ihren Anforderungen am besten entspricht.
