"โหมด" คือลำแสงที่เข้าสู่เส้นใยด้วยความเร็วเชิงมุมเฉพาะ เส้นใยแบบหลายโหมดช่วยให้ลำแสงหลายลำกระจายไปพร้อมกันในเส้นใย ส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของโหมด (เนื่องจากแต่ละ "โหมด" ของแสงเข้าสู่เส้นใยในมุมที่ต่างกัน แสงจะมาถึงปลายอีกด้านหนึ่งในเวลาที่ต่างกัน คุณลักษณะที่เรียกว่าโหมด การกระจาย) เทคนิคการกระจายโหมดจะจำกัดแบนด์วิธและระยะทางของไฟเบอร์แบบหลายโหมด ส่งผลให้แกนหนา ความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำ ระยะการส่งสั้น และประสิทธิภาพการส่งโดยรวมต่ำ อย่างไรก็ตาม ไฟเบอร์แบบหลายโหมดมีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ และมักใช้ในอาคารหรือสภาพแวดล้อมที่อยู่ติดกันทางภูมิศาสตร์ ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวอนุญาตให้ลำแสงหนึ่งลำกระจายได้เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่แสดงลักษณะการกระจายของโหมด ผลที่ได้คือไฟเบอร์แบบโหมดเดียวมีแกนกลางที่บางสอดคล้องกัน แบนด์วิธการส่งผ่านที่กว้าง ความจุสูง และระยะการส่งข้อมูลที่ยาว แต่มีราคาแพงกว่าเนื่องจากความต้องการของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์
ไฟเบอร์โหมดเดียว
เส้นใยโหมดเดี่ยวมีเส้นใยแก้วเพียงเส้นเดียว (สองเส้นในการใช้งานส่วนใหญ่) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนตั้งแต่ 8.3 ไมโครเมตรถึง 10 ไมโครเมตร เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางแกนค่อนข้างแคบ ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวสามารถส่งสัญญาณออปติกที่มีความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรหรือ 1550 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งทำให้การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ออปติคัลทำได้ค่อนข้างยาก แบนด์วิธของไฟเบอร์แบบโหมดเดียวนั้นสูงกว่าไฟเบอร์แบบหลายโหมด แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้ความต้องการความกว้างสเปกตรัมและความเสถียรของแหล่งกำเนิดแสงสูงตามไปด้วย กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความกว้างสเปกตรัมควรแคบและความเสถียรควรดี
เนื่องจากการกระจายต่ำและการส่งผ่านของแสงเพียงโหมดเดียว ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวจึงสามารถรับส่งข้อมูลความจุสูงในระยะไกลได้ ในเครือข่าย 100Mbps Ethernet ถึง 1G Gigabit ไฟเบอร์โหมดเดียวสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้มากกว่า 5000 ม. เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางแกนของเส้นใยโหมดเดี่ยวมีขนาดเล็กเกินไป จึงควบคุมการส่งผ่านลำแสงได้ยาก จึงต้องใช้เลเซอร์ที่มีราคาแพงมากเป็นแหล่งกำเนิดแสง นอกจากนี้ ด้วยอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับไฟเบอร์แบบหลายโหมดและระยะการส่งข้อมูลมากกว่าไฟเบอร์แบบหลายโหมดอย่างน้อย 50 เท่า ดังนั้นต้นทุนของไฟเบอร์แบบโหมดเดียวจึงสูงกว่าไฟเบอร์แบบหลายโหมด
สำหรับโมดูลออปติคัลโหมดเดียว โดยทั่วไปจะใช้ LD (เลเซอร์ไดโอด) หรือ LED (ไดโอดเปล่งแสง) ที่มีเส้นสเปกตรัมแคบกว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสง และส่วนประกอบคัปปลิ้งมีขนาดที่ตรงกับไฟเบอร์โหมดเดียวเพื่อให้ได้ความเร็วสูง การแพร่เชื้อ.
เมื่อเปรียบเทียบกับเส้นใยแบบหลายโหมดแล้ว เส้นใยแบบโหมดเดียวจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนที่เล็กกว่ามาก การผสมผสานระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดเล็กและการส่งผ่านโหมดเดียวทำให้สามารถส่งสัญญาณออปติคัลในไฟเบอร์โหมดเดียวได้โดยไม่ผิดเพี้ยนเนื่องจากพัลส์ออปติคัลที่ทับซ้อนกัน ในบรรดาไฟเบอร์ทุกประเภท ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวมีอัตราการลดทอนสัญญาณต่ำที่สุดและมีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุด
ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวส่วนใหญ่จะใช้ใน WDM (Wave-Division-Multiplexing) และแอพพลิเคชั่นการรับส่งข้อมูลแบบหลายความถี่อื่นๆ ซึ่งสัญญาณออพติคัลแบบมัลติเพล็กซ์สามารถส่งได้โดยใช้ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวเท่านั้น
ไฟเบอร์หลายโหมด
ไฟเบอร์แบบหลายโหมดเป็นไฟเบอร์ทั่วไปอีกประเภทที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 50μm ถึง 100μm และความยาวคลื่นในการทำงาน 850nm หรือ 1310nm มันค่อนข้างง่ายที่จะจับคู่กับอุปกรณ์ออปติคัล ไฟเบอร์แบบหลายโหมดสามารถส่งได้หลายโหมดที่ความยาวคลื่นการทำงานที่กำหนด
เมื่อเปรียบเทียบกับสายคู่บิดเกลียว ไฟเบอร์แบบหลายโหมดสามารถรองรับระยะการส่งข้อมูลได้ไกลกว่า โดยสูงถึง 2000 เมตรในอีเธอร์เน็ต 10mbps และ 100mbps เส้นใยแบบหลายโหมดทั่วไปมีจำหน่ายในเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 50μm, 62.5μm และ 100μm
เนื่องจากการส่งสัญญาณถึงหลายร้อยโหมดในไฟเบอร์แบบหลายโหมด ค่าคงที่การแพร่กระจายและความเร็วกลุ่มของแต่ละโหมดจะแตกต่างกันไป ทำให้แบนด์วิธของไฟเบอร์แคบ การกระจายตัวสูง และการสูญเสียในไฟเบอร์ ข้อจำกัดนี้จำกัดความถี่ของสัญญาณดิจิทัลที่ส่ง ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงที่มีความจุน้อยในระยะสั้นและระยะกลาง โดยทั่วไปจะจำกัดระยะการส่งไม่กี่กิโลเมตร
ซึ่งแตกต่างจากโมดูลออปติคัลโหมดเดียว โดยทั่วไปแล้วโมดูลออปติคัลหลายโหมดจะใช้ LED ที่มีราคาไม่แพงเป็นแหล่งกำเนิดแสง และส่วนประกอบคัปปลิ้งส่วนใหญ่จะมีขนาดที่ตรงกับไฟเบอร์แบบหลายโหมดเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์การส่งผ่านที่เหมาะสมที่สุด
เมื่อเทียบกับไฟเบอร์แบบโหมดเดียว ไฟเบอร์แบบหลายโหมดมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า ตามความต้องการที่ใช้งานได้จริง ไฟเบอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ใน LAN ส่วนใหญ่ในปัจจุบันคือไฟเบอร์แบบหลายโหมด
ความแตกต่างระหว่างไฟเบอร์โหมดเดี่ยวและไฟเบอร์หลายโหมด
1. ไฟเบอร์โหมดเดียวรองรับตัวรับส่งสัญญาณไฟเบอร์เดี่ยว ซึ่งใช้งานโดยใช้ความยาวคลื่น 1500 นาโนเมตรสำหรับการส่ง และความยาวคลื่น 1300 นาโนเมตรสำหรับการรับที่ปลายด้านหนึ่ง และอีกด้านหนึ่งที่ปลายอีกด้านหนึ่ง โดยใช้ความยาวคลื่น 1500 นาโนเมตรสำหรับการรับ และความยาวคลื่น 1300 นาโนเมตรสำหรับการส่งสัญญาณ บางคนอ้างถึงสิ่งนี้ว่าดูเพล็กซ์ ในความเป็นจริง การพูดเช่นนั้นไม่ถูกต้องทั้งหมด ควรเรียกว่ามัลติเพล็กซ์ ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดรองรับเฉพาะตัวรับส่งสัญญาณแบบไฟเบอร์คู่ เนื่องจากมัลติโหมดใช้การหักเหของแสงในการส่ง และไม่สามารถส่งความยาวคลื่นสองความยาวคลื่นในทิศทางที่ต่างกันบนไฟเบอร์ได้ สามารถใช้ความยาวคลื่นเดียวและไม่สามารถมัลติเพล็กซ์ได้
2. เส้นผ่านศูนย์กลางแกนของไฟเบอร์แบบโหมดเดียวมีขนาดเล็ก (ประมาณ 10 มม.) ทำให้สามารถส่งผ่านโหมดเดียวโดยมีการกระจายตัวเล็กน้อย และทำงานที่ความยาวคลื่นยาว (1310nm และ 1550nm) การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ออพติคอลนั้นค่อนข้างยาก ในทางกลับกัน ไฟเบอร์แบบหลายโหมดมีเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางที่ใหญ่กว่า (62.5 มม. หรือ 50 ม.ม.) ทำให้สามารถส่งผ่านโหมดต่างๆ ได้หลายร้อยโหมด พร้อมการกระจายที่มากขึ้น และทำงานที่ 850 นาโนเมตรหรือ 1310 นาโนเมตร การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ออปติคัลทำได้ค่อนข้างง่าย
3. โลโก้สำหรับเส้นใยแบบหลายโหมดคือ "MMF" ในขณะที่โลโก้สำหรับเส้นใยแบบโหมดเดียวคือ "SMF" เมื่อเสียบไฟเบอร์เข้ากับอุปกรณ์แล้วตรวจสอบด้านใน ถ้ามีแสง แสดงว่าเป็นไฟเบอร์แบบหลายโหมด และถ้าไม่มีไฟ แสดงว่าเป็นไฟเบอร์แบบโหมดเดียว (หลักการของไฟเบอร์แบบโหมดเดียวคือการใช้เลเซอร์ เป็นแหล่งกำเนิดแสง ในขณะที่มัลติโหมดไฟเบอร์ใช้หลอดกระตุ้นสองหลอดเป็นแหล่งกำเนิดแสง)
เลือกไฟเบอร์โหมดเดียวหรือหลายโหมด?
ในการใช้งานด้านความปลอดภัย ปัจจัยที่ใช้บ่อยที่สุดในการตัดสินใจเลือกระหว่างไฟเบอร์แบบมัลติโหมดหรือไฟเบอร์โหมดเดียวคือระยะทาง หากระยะทางเพียงไม่กี่ไมล์ แนะนำให้ใช้ไฟเบอร์แบบหลายโหมด เนื่องจากตัวส่ง/ตัวรับ LED มีราคาถูกกว่าเลเซอร์ที่จำเป็นสำหรับไฟเบอร์แบบโหมดเดียวมาก หากระยะทางเกิน 5 ไมล์ ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวคือตัวเลือกที่ดีที่สุด ปัญหาที่ต้องพิจารณาก็คือแบนด์วิธ หากแอปพลิเคชันในอนาคตอาจรวมถึงการส่งสัญญาณข้อมูลแบนด์วิธขนาดใหญ่ ไฟเบอร์โหมดเดียวจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด
สรุป
ไฟเบอร์แบบโหมดเดียวเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณทางไกล แต่มีราคาสูงกว่า ในทางกลับกันไฟเบอร์แบบหลายโหมดเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณระยะทางสั้นและราคาไม่แพงมาก เมื่อเลือกสายแพทช์ไฟเบอร์ออปติก สิ่งสำคัญคืออย่าเลือกสุ่มสี่สุ่มห้า ก่อนอื่น คุณควรมีความชัดเจนเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณ รวมถึงประเภทของระบบสายเคเบิลที่คุณใช้และระยะทางที่คุณต้องการส่งสัญญาณ จากปัจจัยเหล่านี้ คุณสามารถเลือกสายแพทช์ไฟเบอร์ออปติกที่เหมาะสมและตรงกับความต้องการของคุณมากที่สุด
