Bei optischen Fasern handelt es sich um flexible transparente Fasern aus extrudiertem Glas oder Kunststoff, die etwas dicker als menschliches Haar sind. Glasfaser ist die am häufigsten verwendete Methode zur Lichtübertragung an beiden Enden und wird häufig in der Glasfaserkommunikation eingesetzt. Glasfasern haben eine längere Übertragungsdistanz und eine höhere Bandbreite als kabelgebundene Kabel. Optische Fasern bestehen normalerweise aus einem transparenten Kern mit niedrigem Brechungsindex und einem transparenten Mantelmaterial. Die optische Faser fungiert als Lichtwellenleiter, der im Faserkern eine Totalreflexion des Lichts bewirkt.
Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von optischen Fasern: diejenigen, die mehrere Ausbreitungswege oder transversale Moden unterstützen, werden Multimode-Fasern (MMF) genannt, und diejenigen, die einen einzelnen Modus unterstützen, werden Single-Mode-Fasern (SMF) genannt. Aber was ist der Unterschied zwischen ihnen? Das Lesen dieses Artikels wird Ihnen helfen, die Antwort zu finden.
1. Was ist Singlemode-Faser?
In der Glasfaserkommunikation ist Singlemode-Faser (SMF) eine optische Faser, die optische Signale direkt in einem lateralen Modus überträgt. Singlemode-Glasfaser läuft mit einer Datenrate von 100 M/s oder 1 G/s und die Übertragungsentfernung kann mindestens 5 Kilometer erreichen. Normalerweise wird für die Fernübertragung von Signalen eine Singlemode-Faser verwendet.
2. Was ist Multimode-Faser?
Multimode-Glasfaser (MMF) wird hauptsächlich für die Glasfaserkommunikation über kurze Entfernungen verwendet, beispielsweise in Gebäuden oder auf dem Campus. Die typische Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 100 M/s, die Übertragungsentfernung kann 2 km erreichen (100BASE-FX), 1 G/s kann 1000 m erreichen, 10 G/s kann 550 m erreichen. Es gibt zwei Arten von Brechungsindizes: den abgestuften Index und den Stufenindex.
3. Was ist der Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-Faser?
1. Kerndurchmesser
Der Hauptunterschied zwischen Multimode- und Singlemode-Fasern besteht darin, dass erstere einen größeren Durchmesser hat, normalerweise einen Kerndurchmesser von 50 oder 62,5 µm, während eine typische Singlemode-Faser einen Kerndurchmesser von 8 und 10 µm hat, das Paket aus beiden Die Schichtdurchmesser betragen alle 125µm.
2. Lichtquelle
Als Lichtquellen kommen meist Laser und LED zum Einsatz. Laserlichtquellen sind deutlich teurer als LED-Lichtquellen, da das erzeugte Licht präzise gesteuert werden kann und eine hohe Leistung aufweist. Das von LED-Lichtquellen erzeugte Licht ist stärker gestreut (viele Lichtmodi) und diese Lichtquellen werden hauptsächlich in Multimode-Faserbrücken verwendet. Gleichzeitig wird für Singlemode-Faserbrücken üblicherweise eine Laserlichtquelle (die Licht in der Nähe eines Einzelmodus erzeugt) verwendet.
3. Bandbreite
Da Multimode-Fasern einen größeren Kern haben als Singlemode-Fasern, unterstützen sie mehrere Übertragungsmodi. Darüber hinaus weisen auch Singlemode-Fasern wie Multimode-Fasern eine Modendispersion auf, die durch mehrere räumliche Moden verursacht wird, die Modendispersion von Singlemode-Fasern ist jedoch geringer als die von Multimode-Fasern. Aus diesen Gründen hat Singlemode-Faser eine höhere Bandbreite als Multimode-Faser.
4. Mantelfarbe
Die Farbe des Mantels wird manchmal verwendet, um Multimode-Faserpullover von Multimode-Faserpullovern zu unterscheiden. Gemäß der TIA-598C-Standarddefinition verwenden Singlemode-Lichtwellenleiter für nichtmilitärische Anwendungen einen gelben Außenmantel und Multimode-Lichtwellenleiter einen orangefarbenen oder wassergrünen Außenmantel. Je nach Typ verwenden einige Hersteller Lila, um Hochleistungs-OM4-Fasern von anderen Fasertypen zu unterscheiden.
5. Modale Dispersion
In Multimode-Fasern werden manchmal LED-Lichtquellen verwendet, um eine Reihe von Wellenlängen zu erzeugen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten. Dies führt zu einer multimodalen Dispersion, die die effektive Übertragungsentfernung von Multimode-Faserbrücken begrenzt. Im Gegensatz dazu erzeugt der Laser, der zum Antrieb einer Singlemode-Faser verwendet wird, eine einzige Lichtwellenlänge. Daher ist die Modendispersion viel geringer als bei Multimode-Fasern. Aufgrund der Modendispersion weisen Multimode-Fasern eine höhere Impulsausdehnungsrate als Singlemode-Fasern auf, was die Informationsübertragungskapazität von Multimode-Fasern einschränkt.
6. Preis
Da Multimode-Fasern mehrere optische Modi unterstützen können, ist ihr Preis höher als bei Singlemode-Fasern. In Bezug auf die Ausrüstung ist die Ausrüstung für Singlemode-Fasern jedoch teurer als die Ausrüstung für Multimode-Fasern, da bei Singlemode-Fasern normalerweise Festkörperlaserdioden verwendet werden. Daher sind die Kosten für die Verwendung von Multimode-Fasern viel geringer als die Kosten für die Verwendung von Singlemode-Fasern.
4. Welche Art von Faser sollte ausgewählt werden?
Berücksichtigen Sie die abgedeckte Übertragungsentfernung und das Gesamtbudget. Wenn die Entfernung weniger als ein paar Meilen beträgt, funktioniert Multimode-Glasfaser gut und die Kosten für das Übertragungssystem (Sender und Empfänger) liegen zwischen 3300 Yuan und 5300 Yuan. Wenn die zurückgelegte Distanz 6-10 Kilometer überschreitet, sollte eine Singlemode-Faser gewählt werden, aber aufgrund der erhöhten Kosten für Laserdioden werden die Kosten für das Übertragungssystem normalerweise 6700 Yuan übersteigen.