Viden

Hvad er Single Mode og Multimode Fiber?

Kerneforskellen ifiberoptiskkommunikation ligger i, hvordan optiske signaler forplanter sig.Single mode fibertillader lyssignaler at bevæge sig i en enkelt tilstand langs en lige vej gennem fiberens centrum, mensmultimode fiberunderstøtter flere lysstråler, der transmitterer samtidigt i forskellige vinkler gennem brydning i fiberen.

Single mode fiberoptiske kablerhar en kernediameter på kun 9 mikron - svarende til en-tiendedel af tykkelsen af ​​et menneskehår. Lysstråler oplever næsten ingen refleksion indeni, og udbreder sig langs en lige vej. Dette design minimerer signalforvrængning, hvilket gør den ideel til lang-transmission.Multimode fiberoptisk kabelhar en kernediameter på 50 mikron eller 62,5 mikron. Den tykkere kerne betyder, at flere lysbaner kan arbejde samtidigt. Selvom dette giver en vis modal spredning, forbliver ydeevnen fremragende i applikationer på korte-distancer.
 

Nøgleforskelle mellem Single Mode og Multimode Fiber

Kernestørrelseer den mest oplagteforskel mellem single mode og multimodefiber. Desingle mode fiber kernestørrelse på 9 mikron kræver ekstrem høj præcision for lyskilder og stik, mens denmultimode optisk fiber50/62,5 mikron kerne giver stærkere "lysopsamlingsevne", hvilket reducerer kravene til splejsningspræcision. Det er derformultimode fiberer mere populær i miljøer som datacentre, der kræver hyppige patch-ledningsskift.

Med hensyn til lyskilder og bølgelængder,single mode fiber bølgelængderbruger typisk 1310nm eller 1550nm laserkilder, en kombination der giver større transmissionsafstande.Multimode fiberbruger850nm eller 1300nm bølgelængder, parret med LED eller VCSEL lyskilder. VCSEL fremstillingsomkostninger er langt lavere end lasere, hvilket er hovedårsagenmultimodesystemer har relativt lavere initialinvesteringsomkostninger.

Spredning er en nøglefaktor, der påvirker transmissionsydelsen. Imultimode fiberoptik, lysstråler, der rejser forskellige veje, ankommer til den modtagende ende på forskellige tidspunkter. Denne modale spredning forårsager signalforvrængning, hvilket begrænser transmissionsafstanden. Generelt,multimode fiberydeevne forringes mærkbart ud over 300-500 meter.Single mode optisk fiberundgår problemer med modal spredning på grund af kun at have en enkelt lysvej, hvilket nemt opnår transmissionsdistancer på flere kilometer eller endda titusinder af kilometer.

Transmissionsafstand og hastighed

Forskellige kvaliteter af fiber viser betydelige afstandsvariationer ved forskellige hastigheder.Enkelt tilstandOS2-fiber kan stabilt understøtte 10-kilometer transmissionsafstande på tværs af alle hastighedsgrader fra 1 Gb til 100 Gb. Denne konsistens gør den til det første valg til langdistanceapplikationer.

Multimode fiberydeevne er tæt forbundet med hastighed. I 1Gb Ethernet-applikationer, alle kvaliteter afmultimode fiberfra OM1 til OM5 kan understøtte afstande på 550-meter. Men når hastigheden stiger til 10 Gb, kan OM1 og OM2 ikke længere opfylde kravene - kun OM3 og OM4 kan understøtte henholdsvis 300 meter og 400 meter. I højhastighedsapplikationer over 25 Gb,multimode fiberafstander yderligere reduceret. OM3 kan kun understøtte 70-100 meter, OM4 kan nå 100-150 meter, mens den nyeste OM5 kan understøtte 400 meter i 100Gb applikationer.

Skøntmultimode fibersortimenter begrænset, i korte-scenarier som datacenterinteriør er 300-400 meters afstande fuldstændig tilstrækkelige. For campusnetværk, der kræver tværgående forbindelser eller længere afstande,single mode fiberer det eneste valg.

Omkostningsanalyse

Når man diskuterer omkostninger, tænker mange først på selve kabelprisen. I virkelighedensingle mode kablerer normalt 20-30 % billigere end højkvalitetsmultimode fiberoptiske kabler(såsom OM4) på ​​grund af modne fremstillingsprocesser. Den reelle omkostningsforskel ligger i optiske moduler.

Tager man 1Gb hastighed som eksempel, er prisforskellen mellemenkelt tilstandogmultimodeSFP-moduler er minimale med henholdsvis cirka $10 og $9. Men efterhånden som hastigheden stiger, begynder der at opstå huller. 10Gbenkelt tilstandSFP+ moduler koster omkring $27, mensmultimodeversioner behøver kun $20. For 100 Gb QSFP28,enkelt tilstandmoduler koster så højt som $499, mensmultimodeversioner er kun $99 - en forskel på $400.

Ud fra et omkostningsperspektiv skal fremtidige opgraderingsmuligheder overvejes. Hvis man vælgermultimode fiber, kan du opleve at opgradere fra OM1 til OM3 og derefter til OM4, hvor hver opgradering kræver nye kabler og væsentligt øgede arbejdsomkostninger. At vælgesingle mode fibertillader en-implementering af OS2 med efterfølgende hastighedsstigninger, der kun kræver opgraderinger af optiske modul uden at erstatte det fysiske lag.

For kortsigtede-projekter eller budget-scenarier,multimode fiberlave modulomkostningsfordele er indlysende. Men for langsigtet-konstruktionsplanlægning, selvomsingle mode fiberhar højere initialinvestering i optisk modul, det undgår gentagen konstruktion og er mere økonomisk i det lange løb.

Kompatibilitet

Single mode og multimode fiberkan absolut ikke blandes - dette er en jernregel i netværksteknik. Årsagen ligger i den enorme forskel i kernestørrelse. Når en 9-mikron kernesingle mode fiberforbindes til en 50 mikron kernemultimode fiber, det producerer 10-20dB optisk tab, nok til at forårsage fuldstændig linkfejl. Omvendtmultimode fiberforbinder tilsingle mode fibervil også undlade at fokusere lysstråler korrekt på grund af numerisk blænde uoverensstemmelse.

Ved selve installationen kan du skelne efter jakkefarve. I henhold til TIA-598C standarder,single mode fiber farveer gul jakke, mensmultimode fiberbruger orange eller aqua jakker. På fordelerrammer i udstyrsrum skal fibertyper være tydeligt mærket og fysisk isoleret for at forhindre fejl-indføring.

Der er dog særlige tilfælde. Bruger mode conditioning patch ledninger, 1000BASE-LXenkelt tilstandSFP-moduler kan arbejde påmultimode fiber. Derudover, gennem fibermediekonvertere, der bygger bro mellemenkelt tilstandogmultimodenetværkssegmenter er muligt, men dette tilføjer ekstra udstyr og fejlpunkter. Generelt anbefales disse løsningsløsninger ikke.

Hvordan vælger man?

Når man skal vælge imellemsingle mode eller multimode fiber, det vigtigste kriterium er transmissionsafstand. Hvis dit applikationsscenarie transmissionsafstand overstiger 1 kilometer,single mode fiberer det eneste valg, inklusive campusnetværk, hovedstadsnetværk og lignende scenarier.

For korte-applikationer som datacenterinteriør og virksomhedskontorgulve, hvis transmissionsafstanden er inden for 300 meter,multimode fiberer det mere økonomiske valg. OM3 eller OM4multimode fiberparret med VCSEL optiske moduler kan give 300-400 meter transmissionsafstande ved 10 Gb hastigheder, hvilket fuldstændig opfylder de fleste udstyrsrums behov. Desudenmultimodeoptiske moduler er billigere, hvilket reducerer omkostningerne ved høj-tæthedskabler betydeligt.

For 5G-netværks fronthaul-sektioner, på grund af behovet for lav-latenstransmission af 25 Gb eCPRI-signaler med transmissionsafstande, der typisk strækker sig over flere kilometer,single mode fiberer standardkonfigurationen. I virksomhedsnetværk, ved hjælp afmultimode fibertil gulvadgang ogsingle mode fibertil indbyrdes-opbygning af rygraden er en almindelig og økonomisk hybrid implementeringstilgang.

FAQ

LC, SC, MPO/MTP - hvordan vælger jeg?

1G/10G enkelt-tovejs kerne: Almindelig LC-LC (mest udbredt)

40G/100G SR4 (parallelmultimode): Almindelig brugMPO/MTP

100G LR4 (enkelt tilstandWDM): Bruger almindeligvis LC

Hvad er bedre - single mode eller multimode fiber?
Single mode fiber og multimode fiberhver har fordele i omkostninger og anvendelser. Du skal blot vælge den bedst egnede baseret på dine applikationskrav.

Kan multimode bruge single mode moduler? Kan single mode bruge multimode moduler?
Generelt kan ikke blandes:

SR (multimode) moduler: Kræver OM-fiber (850nm), fungerer typisk ikke efter specifikation på OS2

LR/ER (enkelt tilstand) moduler: Kræver OS2 (1310/1550nm), kan opleve tab/spredning/refleksion, hvilket forårsager ustabilitet eller manglende-overholdelse af OM-fiber

Hvad er fiberoptisk glas, og hvorfor foretrækkes det frem for plastik til datatransmission over-lang afstand?

Fiberoptisk glas er lavet af ultra-rene, fleksible silicafibre, der er konstrueret til at transportere lys gennem total intern refleksion. Det tjener som et kernemateriale i moderne telekommunikation, medicinsk billeddannelse og sensingsystemer. Sammenlignet med almindeligt glas leverer fiberoptisk glas meget lavere signaltab over lange afstande. Den klarer sig også bedre end plast i høj-hastighed og lang rækkevidde-datatransmission, hvilket gør den til et foretrukket valg for avancerede kommunikationsnetværk.