Optická vlákna mohou být rozděleny do dvou hlavních typů: single-mode fiber a multi-mode vlákno. I když obě jsou používány pro přenos optických signálů, které vykazují některé významné rozdíly. Pojďme se blíže podívat na rozdíly mezi single-mode a multi-mode vlákna.
1. Definice a Základní Principy
Single-Mode Vlákno se týká optických vláken, které umožňují pouze jeden režim přenosu. V to vlákno typ, optické signály šíří podél jediné cesty, čímž se minimalizuje rozptyl nebo rušení. Význačný rys single-mode vlákna je jeho široká šířka pásma a vysokou kapacitu, což je vhodné zejména pro dlouho-vzdálenosti přenosu.
Multi-Mode Fiber umožňuje více způsobů přenosu koexistovat. Vzhledem k jeho různorodé přenosové cesty, multi-mode vlákno má relativně užší šířku pásma a je vhodnější pro krátké vzdálenosti, s vysokou kapacitou přenosu dat.
2. Hlavní Rozdíly
(1) Přenosové Režimy
Single-mode vlákno podporuje pouze jeden režim přenosu, s světlo, šíření lineárně podél osy. V kontrastu, multi-mode vlákno podporuje více způsoby přenosu, s různé vlnové délky a fáze světla cestování po různých stezkách. Některé světelné paprsky cestování podél jádras centrem ose, zatímco jiné odrážejí z jádra-obklady rozhraní. Tento zásadní rozdíl přímo ovlivňuje jejich celkovou výkonnost.
(2) šířka Pásma a Přenosová Vzdálenost
Single-mode vlákno má jeden režim přenosu, což má za následek velmi širokou šířku pásma, které mohou podpořit data rychlostí až 100 Gb / s nebo více, což umožňuje dlouho-vzdálenost, nízká ztráta optického přenosu signálu, který může dosáhnout desítek až stovek kilometrů. Například, single-mode vlákno se běžně používá v dálkových komunikačních kanálů, propojení různých městech.
Multi-mode vlákna, vzhledem k jeho více způsoby přenosu a vyšší rozptyl, má relativně nižší šířku pásma. Například, OM3 multi-mode fiber podporuje přenosové vzdálenosti asi 300 metrů rychlostí 10 Gb / s na vlnové délce 850 nm, zatímco OM4 nabízí mírně lepší výkon, i když jeho celkové šířky pásma zůstává nižší než u single-mode vlákno. Efektivní přenosová vzdálenost pro multi-mode vlákno se obvykle pohybuje od několika set metrů až 2 kilometry, takže je ideální pro krátké vzdálenosti komunikace v rámci budovy, nebo areálu sítí.
(3) Zdroje Světla a Detekce
Single-mode vlákna obvykle používají lasery s vlnovými délkami 1310 nm nebo 1550 nm jako světlo zdroje. Tyto vlnové délky zkušenosti minimální ztrátou v single-mode vláken, což umožňuje optimální dálkové přenosové schopnosti. V důsledku toho, single-mode vlákno vyžaduje přesnější detektory přesně zachytit optické signály.
Multi-mode fiber obvykle používá světlo-emitující diody (Led) při vlnové délce 850 nm , jak jeho světelný zdroj. Led diody jsou cenově dostupnější a sladit tak s přenosové vlastnosti multi-mode vláken, což je vhodné pro krátké vzdálenosti, nižší-rychlost komunikační potřeby. Detekce požadavky pro multi-mode vlákna jsou relativně jednoduché, s méně přísnými precision oproti single-mode vlákno.
(4) Struktura a Výkon
Single-mode vlákno má malý průměr jádra, typicky méně než 10 µm, s jádrem průměr rozmezí 8-10 µm a obklady průměr 125 µm. Jeho index lomu je rovnoměrně rozložena, což vede k nízkým útlumem a vysokou integritu signálu a stabilitu při přenosu.
V kontrastu, multi-mode vlákno má větší průměr jádra, obvykle v rozmezí od desítek do stovek mikrometrů, s společné jádro průměru 50 µm nebo 62.5 µm, zatímco průměr opláštění je také 125 µm. Multi-mode vlákno má tendenci mít vyšší útlum a je předmětem další významný signál, rušení a degradaci během přenosu.
(5) Náklady
Výrobní proces pro single-mode vlákno je složitější a vyžaduje pokročilé výrobní zařízení a techniky. Navíc, optické komponenty používané v single-mode systémy vyžadují vyšší technické normy pro přesné zpracování signálu, což vede k vyšším nákladům pro single-mode vláken a souvisejícího vybavení.
Naopak, multi-mode vlákno je výrobní proces je jednodušší a technické požadavky pro multi-mode optické vysílače jsou méně přísné, což vede k relativně nižší náklady. Proto, multi-mode vlákno je často nákladově efektivnější pro krátké vzdálenosti komunikační scénáře.
(6) Vizuální Identifikace
Podle TIA-598C standard, single-mode vlákno typicky má žlutý vnější plášť, zatímco multi-mode vlákno má orange nebo aqua bunda. Nicméně, někteří výrobci mohou přizpůsobit barevné kódování na základě jejich specifikace produktu, jako je použití fialové rozlišit high-výkon OM4 vlákna z jiných typů.
Závěr
Single-mode a multi-mode vlákna se liší, pokud jde o způsoby přenosu, šířku pásma, přenosové vzdálenosti, světelných zdrojů a zjišťování, struktura a výkon, stejně jako cenu. Při výběru vhodného typu vlákna, je nezbytné zvážit konkrétní komunikační potřeby a scénáře důkladně.
