「モード」とは、特定の角速度でファイバーに入射する光のビームです。 マルチモード ファイバーでは、複数の光ビームがファイバー内を同時に伝播できるため、モード分散が発生します (光の各「モード」が異なる角度でファイバーに入射するため、異なる時間にもう一方の端に到着します。この機能はモードと呼ばれます)。モード分散技術により、マルチモード ファイバの帯域幅と距離が制限されるため、コアが厚くなり、伝送速度が遅くなり、伝送距離が短くなり、全体的な伝送性能が低下します。 ただし、マルチモード ファイバーには比較的低コストという利点があり、建物や地理的に隣接した環境で一般的に使用されています。 シングルモード ファイバは XNUMX つの光ビームのみを伝播できるため、モード分散特性を示しません。 その結果、シングルモードファイバーはそれに対応して薄いコア、広い伝送帯域幅、大容量、長い伝送距離を備えていますが、レーザー光源が必要なため、より高価になります。
シングルモードファイバー
シングルモード ファイバには、コア直径が 8.3 μm ～ 10 μm の範囲のガラス ファイバのストランドが 1310 本だけ (ほとんどのアプリケーションでは 1550 本) あります。 コア径が比較的狭いため、シングルモード ファイバは波長 XNUMX nm または XNUMX nm の光信号しか伝送できず、光デバイスとの結合が比較的困難になります。 シングルモード ファイバーの帯域幅はマルチモード ファイバーの帯域幅よりも広いですが、同時に、光源のスペクトル幅と安定性に対しても高い要求が課せられます。 換言すれば、スペクトル幅が狭く、安定性が良好であることが必要である。
シングルモードファイバは分散が低く、光の 100 つのモードのみを伝送するため、大容量の長距離伝送を実現できます。 1Mbps イーサネットから 5000G ギガビット ネットワークまで、シングルモード ファイバは 50m を超える伝送距離をサポートできます。 シングルモードファイバーはコア径が小さいため光の伝送制御が難しく、光源として非常に高価なレーザーが必要となります。 さらに、マルチモード ファイバと比較して伝送速度が高く、伝送距離がマルチモード ファイバの XNUMX 倍以上であるため、シングルモード ファイバのコストはマルチモード ファイバよりも高くなります。
シングルモード光モジュールの場合、通常、より狭いスペクトル線を持つ LD(レーザーダイオード) または LED(発光ダイオード) が光源として使用され、結合コンポーネントはシングルモードファイバーに適合するサイズで高速化を実現します。伝染 ; 感染。
マルチモード ファイバと比較して、シングルモード ファイバのコア直径ははるかに小さくなります。 小さなコア径とシングルモード伝送の組み合わせにより、光パルスの重なりによる歪みのないシングルモードファイバーでの光信号の伝送が可能になります。 すべてのファイバ タイプの中で、シングルモード ファイバは信号減衰率が最も低く、伝送速度が最も高くなります。
シングルモード ファイバは主に WDM (波長分割多重) やその他の多周波数データ伝送アプリケーションで使用され、多重化された光信号はシングルモード ファイバのみを使用して送信できます。
マルチモードファイバー
マルチモード ファイバも、コア直径が 50μm ～ 100μm、動作波長が 850nm または 1310nm の一般的なファイバ タイプです。 光学デバイスとの結合は比較的容易です。 マルチモード ファイバーは、特定の動作波長で複数のモードを伝送できます。
ツイストペアと比較して、マルチモードファイバーは、2000mbps および 10mbps イーサネットで最大 100 メートルのより長い伝送距離をサポートできます。 一般的なマルチモード ファイバは、コア直径 50μm、62.5μm、100μm で入手できます。
マルチモード ファイバでは最大数百のモードが伝送されるため、各モードの伝播定数と群速度が変化し、ファイバの帯域幅が狭くなり、ファイバ内での分散と損失が大きくなります。 この制限により、送信されるデジタル信号の周波数が制限されるため、一般に伝送距離が数キロメートルに制限される短距離および中距離の小容量光ファイバー通信システムにのみ適しています。
シングルモード光モジュールとは異なり、マルチモード光モジュールは通常、光源として安価な LED を使用し、結合コンポーネントのほとんどは、最適な伝送効果を達成するためにマルチモード ファイバに適合するサイズになっています。
シングルモード ファイバと比較して、マルチモード ファイバは安価です。 実際のニーズに基づいて、現在ほとんどの LAN で使用されているファイバーの大部分はマルチモード ファイバーです。
シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの違い
1. シングルモード ファイバは、一端で送信に 1500nm 波長、受信に 1300nm 波長を使用し、もう一端で受信に 1500nm 波長、送信に 1300nm 波長を使用して実装されるシングルファイバ トランシーバをサポートします。 これを二重と呼ぶ人もいます。 実際、そう言うのは完全に正確ではありませんが、多重化と呼ぶべきです。 マルチモード ファイバーは、伝送に屈折を使用し、ファイバー上の異なる方向に XNUMX つの波長を送信することができないため、マルチモード ファイバーはデュアル ファイバー トランシーバーのみをサポートします。 使用できる波長は XNUMX つだけであり、多重化することはできません。
2. シングルモードファイバのコア直径は小さい (約 10mm) ため、分散が小さく、1310 モードのみの伝送が可能で、長波長 (1550nm および 62.5nm) で動作します。 光学デバイスとの結合は比較的困難です。 一方、マルチモード ファイバはより大きなコア直径 (50 mm または 850 mm) を備えており、より大きな分散を備えた数百のモード伝送が可能で、1310 nm または XNUMX nm で動作します。 光学デバイスとの結合は比較的容易です。
3. マルチモードファイバーのロゴは「MMF」、シングルモードファイバーのロゴは「SMF」です。 ファイバーをデバイスに接続して内部を検査するとき、光がある場合はマルチモードファイバーを意味し、光がない場合はシングルモードファイバーを示します（シングルモードファイバーの原理はレーザーを使用することです）マルチモードファイバーは光源として XNUMX つの励起チューブを使用します)。
シングルモードファイバーとマルチモードファイバーのどちらを選択しますか?
セキュリティ アプリケーションでは、マルチモード ファイバーとシングルモード ファイバーのどちらを選択するかを決定する最も一般的な要因は距離です。 距離が数マイルしかない場合は、マルチモード ファイバーが推奨されます。 これは、LED 送信機/受信機がシングルモード ファイバーに必要なレーザーよりもはるかに安価であるためです。 距離が 5 マイルを超える場合は、シングルモード ファイバーが最適な選択です。 考慮すべきもう XNUMX つの問題は帯域幅です。 将来のアプリケーションに大帯域幅のデータ信号の送信が含まれる場合は、シングルモード ファイバが最適な選択となります。
まとめ
シングルモードファイバーは長距離伝送に適していますが、コストが高くなります。 一方、マルチモード ファイバーは短距離伝送に適しており、より手頃な価格です。 光ファイバーのパッチコードを選択するときは、盲目的に選択しないことが重要です。 まず第一に、使用しているケーブル システムの種類や伝送に必要な距離など、具体的なニーズを明確にする必要があります。 これらの要素に基づいて、ニーズに最も適した適切な光ファイバー パッチ コードを選択できます。
