Un "mode" est un faisceau de lumière qui pénètre dans la fibre à une vitesse angulaire spécifique. La fibre multimode permet à plusieurs faisceaux de lumière de se propager simultanément dans la fibre, ce qui entraîne une dispersion de mode (parce que chaque "mode" de lumière pénètre dans la fibre à un angle différent, ils arrivent à l'autre extrémité à des moments différents, une caractéristique appelée mode dispersion.) La technique de dispersion de mode limite la bande passante et la distance de la fibre multimode, ce qui se traduit par un cœur épais, une faible vitesse de transmission, une courte distance de transmission et des performances de transmission globales médiocres. Cependant, la fibre multimode présente l'avantage d'un coût relativement faible et est couramment utilisée dans les bâtiments ou les environnements géographiquement adjacents. La fibre monomode ne permet qu'à un seul faisceau de lumière de se propager, elle ne présente donc pas de caractéristiques de dispersion modale. En conséquence, la fibre monomode présente un noyau mince, une large bande passante de transmission, une capacité élevée et une longue distance de transmission, mais elle est plus chère en raison de l'exigence d'une source laser.
Fibre monomode
La fibre monomode n'a qu'un seul brin (deux brins dans la plupart des applications) de fibre de verre avec un diamètre de noyau allant de 8.3 μm à 10 μm. En raison du diamètre relativement étroit du noyau, la fibre monomode ne peut transmettre que des signaux optiques avec des longueurs d'onde de 1310 nm ou 1550 nm, ce qui rend le couplage avec des dispositifs optiques relativement difficile. La bande passante de la fibre monomode est supérieure à celle de la fibre multimode, mais en même temps, cela impose également des exigences élevées sur la largeur spectrale et la stabilité de la source lumineuse. En d'autres termes, la largeur spectrale doit être étroite et la stabilité doit être bonne.
En raison de sa faible dispersion et de la transmission d'un seul mode de lumière, la fibre monomode peut atteindre une transmission longue distance à haute capacité. Dans les réseaux Ethernet 100Mbps à 1G Gigabit, la fibre monomode peut prendre en charge des distances de transmission de plus de 5000m. Étant donné que le diamètre du noyau de la fibre monomode est trop petit, il est difficile de contrôler la transmission du faisceau, ce qui nécessite un laser extrêmement coûteux comme source de lumière. De plus, avec son taux de transmission plus élevé par rapport à la fibre multimode et la distance de transmission au moins 50 fois supérieure à celle de la fibre multimode, le coût de la fibre monomode est donc supérieur à celui de la fibre multimode.
Pour les modules optiques monomodes, LD (diode laser) ou LED (diode électroluminescente) avec des lignes spectrales plus étroites sont généralement utilisées comme source de lumière, et les composants de couplage sont dimensionnés pour correspondre à la fibre monomode pour atteindre une vitesse élevée transmission.
Par rapport aux fibres multimodes, les fibres monomodes ont un diamètre de cœur beaucoup plus petit. La combinaison du petit diamètre du noyau et de la transmission monomode permet la transmission de signaux optiques dans des fibres monomodes sans distorsion due aux impulsions optiques qui se chevauchent. Parmi tous les types de fibres, la fibre monomode a le taux d'atténuation du signal le plus faible et la vitesse de transmission la plus élevée.
La fibre monomode est principalement utilisée dans le WDM (Wave-Division-Multiplexing) et d'autres applications de transmission de données multifréquences, où les signaux optiques multiplexés peuvent être transmis en utilisant uniquement une fibre monomode.
Fibre multimode
La fibre multimode est un autre type de fibre courant avec un diamètre de noyau de 50 μm à 100 μm et une longueur d'onde de fonctionnement de 850 nm ou 1310 nm. Il est relativement facile à coupler avec des dispositifs optiques. La fibre multimode peut transmettre plusieurs modes à une longueur d'onde de fonctionnement donnée.
Par rapport à la paire torsadée, la fibre multimode peut prendre en charge des distances de transmission plus longues, jusqu'à 2000 mètres en Ethernet 10 Mbps et 100 Mbps. Les fibres multimodes courantes sont disponibles dans des diamètres de cœur de 50 μm, 62.5 μm et 100 μm.
En raison de la transmission de centaines de modes dans la fibre multimode, les constantes de propagation et les vitesses de groupe de chaque mode varient, ce qui rend la bande passante étroite de la fibre, une dispersion et une perte importantes dans la fibre. Cette limitation restreint la fréquence du signal numérique transmis, elle ne convient donc qu'aux systèmes de communication par fibre optique de courte et moyenne distance, de faible capacité, généralement limités à des distances de transmission de quelques kilomètres.
Contrairement aux modules optiques monomodes, les modules optiques multimodes utilisent généralement des LED moins chères comme source de lumière, et les composants de couplage sont principalement dimensionnés pour correspondre à la fibre multimode afin d'obtenir un effet de transmission optimal.
Par rapport à la fibre monomode, la fibre multimode est moins coûteuse. Sur la base des besoins pratiques, la majorité de la fibre utilisée dans la plupart des LAN aujourd'hui est une fibre multimode.
Différence entre la fibre monomode et la fibre multimode
1. La fibre monomode prend en charge les émetteurs-récepteurs à fibre unique, qui sont mis en œuvre en utilisant des longueurs d'onde de 1500 nm pour la transmission et des longueurs d'onde de 1300 nm pour la réception à une extrémité, et l'opposé à l'autre extrémité, en utilisant des longueurs d'onde de 1500 nm pour la réception et des longueurs d'onde de 1300 nm pour la transmission. Certaines personnes appellent cela le duplex. En fait, ce n'est pas tout à fait exact de le dire, cela devrait s'appeler multiplexage. La fibre multimode ne prend en charge que les émetteurs-récepteurs à double fibre car le multimode utilise la réfraction pour la transmission et ne peut pas envoyer deux longueurs d'onde dans des directions différentes sur la fibre . Une seule longueur d'onde peut être utilisée et elle ne peut pas être multiplexée.
2. Le diamètre du noyau de la fibre monomode est petit (environ 10 mm), ne permettant qu'une seule transmission de mode, avec une faible dispersion, et fonctionne à de longues longueurs d'onde (1310 nm et 1550 nm). Le couplage avec des dispositifs optiques est relativement difficile. D'autre part, la fibre multimode a un diamètre de cœur plus grand (62.5 mm ou 50 mm), permettant la transmission de centaines de modes, avec une plus grande dispersion, et fonctionne à 850 nm ou 1310 nm. Le couplage avec des dispositifs optiques est relativement facile.
3. Le logo de la fibre multimode est « MMF », tandis que le logo de la fibre monomode est « SMF ». Lors du branchement de la fibre dans un appareil et de l'examen de l'intérieur, s'il y a de la lumière, cela signifie une fibre multimode, et s'il n'y a pas de lumière, cela indique une fibre monomode (le principe de la fibre monomode est d'utiliser le laser comme source lumineuse, tandis que la fibre multimode utilise deux tubes excités comme source lumineuse).
Choisir la fibre monomode ou multimode ?
Dans les applications de sécurité, le facteur décisif le plus courant pour choisir entre la fibre multimode ou monomode est la distance. Si la distance n'est que de quelques kilomètres, la fibre multimode est préférable. En effet, les émetteurs/récepteurs LED sont beaucoup moins chers que le laser nécessaire pour la fibre monomode. Si la distance dépasse 5 miles, la fibre monomode est le meilleur choix. Un autre problème à prendre en compte est la bande passante. Si les applications futures peuvent inclure la transmission de signaux de données à large bande passante, alors la fibre monomode serait le choix optimal.
Résumé
La fibre monomode convient à la transmission longue distance, mais son coût est plus élevé. La fibre multimode, en revanche, convient à la transmission à courte distance et est plus abordable. Lors du choix des cordons de brassage à fibre optique, il est important de ne pas choisir à l'aveuglette. Tout d'abord, vous devez être clair sur vos besoins spécifiques, y compris le type de système de câblage que vous utilisez et la distance dont vous avez besoin pour transmettre. Sur la base de ces facteurs, vous pouvez choisir le cordon de raccordement à fibre optique approprié qui répond le mieux à vos besoins.
