Полное введение в многомодовое и одномодовое волокно

Волоконная оптика является самым основным и широко используемым продуктом в области связи.. Оптическое волокно можно разделить на одномодовое оптическое волокно и многомодовое оптическое волокно.. в коротком предложении, одномодовое оптическое волокно подходит для передачи данных на большие расстояния, в то время как многомодовое оптическое волокно подходит для передачи данных на короткие расстояния.

Одномодовое оптическое волокно
Многомодовое оптоволокно
Типы одномодовых и многомодовых волокон
Различия между одномодовым и многомодовым оптоволоконным кабелем
Часто задаваемые вопросы

Одномодовое оптическое волокно

При геометрических размерах оптоволокна (в основном диаметр сердечника) близки к длине волны света, как диаметр ядра d1 в диапазоне 5～10 мкм, Волоконная оптика допускает распространение только одной моды. (Основной режим HE11), при этом все остальные более высокие режимы полностью затемнены. Оптическое волокно, передающее таким образом, называется одномодовым оптическим волокном..

Скорость передачи одномодового оптического волокна составляет 100 М/с или 1 Г/с., с дальностью передачи более 5 км. В целом, Одномодовое оптоволокно используется для передачи сигнала на большие расстояния.. Его источником света является лазерный источник света., с применимыми длинами волн 1310/1550 нм. Цвет провода обычно желтый., и разъемы в основном синие или зеленые.

Поскольку он имеет только один способ распространения, позволяет избежать проблемы модальной дисперсии, поэтому, тот одномодовое оптическое волокно Имеет очень широкую полосу пропускания, особенно подходит для оптоволоконной связи большой пропускной способности. Поэтому, для достижения одномодовой передачи, Необходимо, чтобы параметры оптоволокна соответствовали определенным условиям.. Например, через расчеты по формулам, для оптического волокна с NA=0,12 и для достижения одномодовой передачи на длинах волн более λ=1,3 мкм, радиус сердцевины волокна должен быть ≤4,2 мкм, то есть, диаметр его сердцевины d1 должен быть ≤8,4 мкм.. Поскольку диаметр жилы одномодового оптоволоконного кабеля очень мал, Это предъявляет более строгие требования к производственному процессу..

Многомодовое оптоволокно

При геометрических размерах оптоволокна (в основном диаметр сердечника d1) Они намного длиннее длины волны света., В оптическом волокне могут существовать десятки или даже сотни мод распространения.. Оптическое волокно, передающее таким образом, называется многомодовым оптическим волокном..

Сердечник многомодового оптоволоконного кабеля имеет толщину 50 мкм/62,5 мкм., с типичной скоростью 100 М/с, И расстояние передачи может достигать 2 км, 1 Г/с может достигать 1000 м, й 10 Г/с может достигать 550 м.. Его источником света является светодиодный источник света., с применимыми длинами волн 850 нм/1310 нм. Цвет гигабитного кабеля преимущественно оранжевый., и для 10 Gigabit в основном окрашен в голубой цвет., с разъемами преимущественно серо-белого цвета.

Потому что разные режимы распространения имеют разные скорости и фазы распространения., Передача на большие расстояния может привести к задержкам и расширению световых импульсов.. Это явление называется модовой дисперсией оптического волокна. (также называется интермодальной дисперсией). Модальная дисперсия приводит к сужению полосы пропускания многомодового оптического волокна., снижение пропускной способности, поэтому, многомодовое оптоволокно подходит только для связи пропускная способность оптоволокна меньше.

Типы одномодовых и многомодовых волокон

Среди типов одномодового оптического волокна выделяют G652., G655 и G657. С другой стороны, Типы многомодового оптического волокна включают OM1., ОМ2, ОМ3, ОМ4 и ОМ5.

Патч-кабели OM5 обычно имеют лимонно-зеленый цвет.. В отличие от патч-кабелей OM4, которые поддерживают передачу только одной длины волны за раз, OM5 могут поддерживать до четырех длин волн одновременно и имеют большую дальность передачи.. Это делает их широко применимыми в кабельной инфраструктуре 40G/100G в центрах обработки данных.. OM1/OM2 широко используются внутри помещений и обычно имеют оранжевый цвет.. OM3/OM4 обычно имеют голубой цвет., но они также доступны в фиолетовом и пурпурном цветах., и в основном используются для прокладки кабелей от 10G до 40G/100G в центрах обработки данных..

Различия между одномодовым и многомодовым оптоволоконным кабелем

Диаметр ядра

Основное различие между одномодовым и многомодовым оптическим волокном заключается в диаметре сердцевины.; многомодовый имеет больший диаметр, обычно из 50 о 62,5 мкм. Хотя типичный диаметр сердцевины одномодового волокна составляет 8 у 10 мкм, оба типа имеют диаметр покрытия 125 мкм..

Источник света

В волоконной оптике в качестве источника света обычно используются лазеры или светодиоды.. лазерные источники света, которые значительно дороже светодиодов, Они генерируют свет, которым можно точно управлять, и имеют высокую мощность.. Светодиоды генерируют более рассеянный свет (много режимов освещения), который обычно используется для многомодового волокна. Тем временем, лазерные источники света (которые генерируют свет, близкий к одной моде) Обычно они используются для одномодового оптоволокна..

Пропускная способность

Многомодовое оптическое волокно, с большим размером ядра, позволяет использовать несколько режимов передачи, что приводит к модовой дисперсии и сужению полосы пропускания. Это приводит к более высокой скорости расширения импульса., ограничение пропускной способности многомодового волокна. С другой стороны, Модовая дисперсия в одномодовом волокне значительно ниже, чем в многомодовом., что дает ему гораздо более широкую полосу пропускания, особенно подходит для связи с высокой пропускной способностью.

Цвет покрытия

Цвет покрытия иногда используется для различения одномодовых и многомодовых волоконно-оптических патч-кабелей.. По стандарту ТИА-598C, в невоенном применении, одномодовое волокно имеет желтое внешнее покрытие, в то время как в многомодовом волокне используется оранжевое или бирюзовое покрытие. В зависимости от типа, некоторые производители используют другие цвета, чтобы отличить высокопроизводительное волокно OM5 от других типов волокон..

Пресио

Хотя многомодовое волокно может поддерживать несколько световых режимов, и его цена выше, чем у одномодового., В одномодовых оптоволоконных устройствах обычно используются твердотельные лазерные диоды., которые дороже. В то время как одномодовые оптоволоконные модули могут передавать до 150-200 км, многомодовые оптоволоконные модули могут достигать только 2 км. Однако, устройства, используемые в одномодовых оптоволоконных модулях, примерно в два раза дороже, чем в многомодовых оптоволоконных модулях., поэтому стоимость одномодового кабельного оборудования значительно выше, чем у многомодового кабеля.

В условиях передачи света на короткие расстояния, особенно в сценариях с прокладкой локальных сетей, многомодовое волокно работает так же, как и одномодовое. Поэтому, обусловлено ценовым преимуществом, многомодовое волокно больше подходит для строительства центров обработки данных.

Часто задаваемые вопросы

Какой тип оптоволокна выбрать??

Выбор оптоволокна должен основываться на расстоянии передачи и общем бюджете.. Если расстояние составляет несколько миль, многомодовое оптоволокно будет работать хорошо, а стоимость системы передачи (отправители и получатели) будет варьироваться между 500 й 600 доллары. Если расстояние передачи превышает 6-10 километры, Вам следует остановить свой выбор на одномодовом оптоволокне., но из-за удорожания лазерных диодов, Стоимость системы передачи обычно превышает 1000 доллары. Для наружного использования, следует использовать армированные оптоволоконные кабели.

Оптоволоконные кабели — Многомодовые оптоволоконные кабели

Почему дальность передачи многомодового оптического волокна не такая большая, как у одномодового??

Рабочие длины волн оптоволокна включают короткую длину волны 850 нм., а также 1310 нм и 1550 нм. Потери в оптическом волокне обычно уменьшаются с увеличением длины волны.. Потери на длине волны 850 нм составляют 2,5 дБ/км., и многомодовое оптическое волокно работает на этой длине волны, что приводит к значительным потерям. С другой стороны, Рабочая длина волны одномодового оптического волокна составляет 1310 нм с потерями 0,35 дБ/км., и 1550 нм с потерями 0,20 дБ/км., Каковы минимальные потери в оптоволокне?.

Различия между многомодовыми и одномодовыми оптоволоконными трансиверами

Пресио: Многомодовые оптоволоконные трансиверы дешевле., а одномодовое волокно дороже.
Расстояние: Многомодовые оптоволоконные трансиверы используются на расстояниях менее 2 км., в то время как одномодовые оптоволоконные трансиверы могут достигать расстояний более 100 км..

На сегодняшнем рынке, многомодовые трансиверы экономичны, с примерной ценой 40 достаточно долларов для пропускной способности 100 Мбит/с. В сравнении, одномодовые трансиверы менее распространены и более дороги., с примерной ценой 60 долларов и пропускной способностью 1000 Мбит/с..

Можно ли совмещать одномодовые/многомодовые оптические волокна с одномодовыми/многомодовыми оптическими модулями??

Одномодовые и многомодовые оптические волокна не следует смешивать с одномодовыми и многомодовыми оптическими модулями., соответственно. При передаче с помощью одномодового модуля по многомодовому оптическому волокну, произойдет значительная потеря пакетов. Кроме, Большая разница в диаметре сердцевины одномодового и многомодового волокна приведет к слишком высоким вносимым потерям при попытке объединить их.. Многомодовые и одномодовые преобразователи должны иметь соответствующую длину волны и функции передачи и приема света для правильной реализации электрооптического преобразования..

Как правильно выбрать оптоволоконный кабель?

Выбор оптоволоконного кабеля, Помимо количества и типа волокон, следует учитывать структуру и внешнюю оболочку кабеля в соответствии с условиями использования..

Для наружного использования и прямого захоронения, Рекомендуется выбирать слабобронированные оптоволоконные кабели.. Для воздушной прокладки, можно выбрать свободные волоконно-оптические антенные кабели с одним или несколькими армирующими стержнями и внешней крышкой из черного полиэтилена.
Волоконно-оптические кабели, используемые внутри зданий, должны быть герметичными и учитывать их характеристики огнестойкости.. В целом, в воздуховодах или местах с принудительной вентиляцией, дымо-огнестойкие типы могут быть выбраны (Пленум) o нетоксичные виды топлива (ЛСЖ), в то время как в открытых средах следует выбирать огнестойкий тип, нетоксичный и бездымный.
Для вертикальной или горизонтальной проводки внутри зданий., можно выбрать плотные оптоволоконные кабели, распределительные кабели или ответвительные кабели, которые обычно используются внутри помещений.
В зависимости от сетевого применения и параметров кабельного применения, выбор между одномодовым и многомодовым оптическим волокном; в целом, Для применения внутри помещений и на коротких расстояниях предпочтительнее использовать многомодовое волокно., в то время как для применения вне помещений и на большие расстояния предпочтительнее использовать одномодовое волокно..

Как выбрать между фиксированным или съемным оптоволоконным соединением?

Съемное оптоволоконное соединение осуществляется с помощью оптоволоконных разъемов.. Активная точка соединения в оптоволоконной цепи представляет собой четкий разделительный интерфейс.. При выборе между фиксированными и съемными соединениями, Фиксированные соединения имеют преимущество более низкой стоимости и легких потерь., но они менее гибкие, а у разъемных соединений все наоборот.

В сетевом дизайне, следует гибко выбирать между использованием фиксированных и разъемных соединений в зависимости от всей ситуации в звеньевой цепи., обеспечение гибкости и стабильности, и воспользоваться преимуществами каждого. Съемный интерфейс подключения является критической точкой для тестирования., обслуживание и изменения, облегчает поиск неисправностей в звеньях цепи и замену неисправных компонентов, тем самым улучшая ремонтопригодность системы и снижая затраты на техническое обслуживание..

В фиксированных оптоволоконных соединениях, Что выбрать: механическое соединение или термосварку??

Механический союз, также известное как холодное соединение оптоволокна, не требует использования аппарата для сварки и использует методы механического соединения для постоянного соединения одного или нескольких оптических волокон.. В общем, для соединения небольшого количества волокон в нескольких рассредоточенных местах, механическое соединение предпочтительнее сварки плавлением..

Метод механического соединения широко используется при аварийном ремонте линий., мелкомасштабные приложения в особых ситуациях и другие инженерные практики. С массовым внедрением оптоволокна в настольные компьютеры и оптоволокно в дом (ФТТХ) в последние годы, Механическое соединение признано важным средством оптоволоконного соединения..

Для оптоволокна для настольных компьютеров и оптоволокна для домашних приложений, которые характеризуются наличием большого количества географически разбросанных пользователей, когда масштаб пользователя достигает определенного уровня, сложность конструкции и наличие персонала и оборудования для сварки не позволяют уложиться в сроки, необходимые для обслуживания пользователей.. Благодаря простоте эксплуатации, короткий период обучения персонала и низкие инвестиции в оборудование, Механическое соединение предлагает наиболее экономичное решение оптоволоконного соединения для крупномасштабных развертываний..

С другой стороны, он сращивание оптоволокна из-за термоядерного синтеза требуется большая подготовка персонала и более совершенное оборудование, и должен использоваться на магистральных путях связи для обеспечения безопасности и надежности линии..

Оглавление