Światłowód to elastyczne, przezroczyste włókno wykonane z wytłaczanego szkła lub tworzywa sztucznego, które jest nieco grubsze od ludzkiego włosa. Światłowód jest najczęściej stosowaną metodą przesyłania światła na obu końcach i jest szeroko stosowany w komunikacji światłowodowej. Światłowód ma dłuższą odległość transmisji i większą przepustowość niż kabel przewodowy. Światłowód zwykle składa się z przezroczystego rdzenia o niskim współczynniku załamania światła i przezroczystego materiału płaszcza. Światłowód pełni rolę przewodnika fali świetlnej, co powoduje całkowite odbicie światła w rdzeniu światłowodu.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje włókien optycznych: te, które obsługują wiele ścieżek propagacji lub modów poprzecznych, nazywane są włóknami wielomodowymi (MMF), a te, które obsługują jeden mod, nazywane są włóknami jednomodowymi (SMF). Ale jaka jest różnica między nimi? Lektura tego artykułu pomoże Ci znaleźć odpowiedź.
1. Co to jest światłowód jednomodowy?
W komunikacji światłowodowej światłowód jednomodowy (SMF) to światłowód, który bezpośrednio przesyła sygnały optyczne w trybie bocznym. Światłowód jednomodowy działa z szybkością transmisji danych 100 M/s lub 1 G/s, a odległość transmisji może sięgać co najmniej 5 kilometrów. Zwykle do zdalnej transmisji sygnału używany jest światłowód jednomodowy.
2. Co to jest światłowód wielomodowy?
Światłowód wielomodowy (MMF) jest używany głównie do komunikacji światłowodowej na małe odległości, na przykład w budynkach lub na kampusach. Typowa prędkość transmisji wynosi 100 M/s, odległość transmisji może osiągnąć 2 km (100BASE-FX), 1 G/s może osiągnąć 1000 m, 10 G/s może osiągnąć 550 m. Istnieją dwa rodzaje współczynnika załamania światła: stopniowany i stopniowany.
3. Jaka jest różnica między światłowodem jednomodowym a wielomodowym?
1. Średnica rdzenia
Główną różnicą między włóknem wielomodowym i jednomodowym jest to, że ten pierwszy ma większą średnicę, zwykle średnicę rdzenia 50 lub 62,5 µm, podczas gdy typowe włókno jednomodowe ma średnicę rdzenia 8 i 10 µm. Wszystkie średnice warstw wynoszą 125 µm.
2. Źródło światła
Jako źródła światła zwykle stosuje się laser i diody LED. Laserowe źródła światła są znacznie droższe od źródeł LED, ponieważ wytwarzane przez nie światło można precyzyjnie kontrolować i charakteryzuje się dużą mocą. Światło generowane przez źródła światła LED jest bardziej rozproszone (wiele modów świetlnych), a źródła te są najczęściej stosowane w zworach światłowodowych wielomodowych. Jednocześnie w zworkach światłowodowych jednomodowych zwykle stosuje się laserowe źródło światła (które wytwarza światło zbliżone do jednego modu).
3. Przepustowość
Ponieważ światłowód wielomodowy ma większy rozmiar rdzenia niż światłowód jednomodowy, obsługuje wiele trybów transmisji. Ponadto, podobnie jak włókna wielomodowe, włókna jednomodowe również wykazują dyspersję modową spowodowaną wieloma modami przestrzennymi, ale dyspersja modalna włókien jednomodowych jest mniejsza niż w przypadku włókien wielomodowych. Z tych powodów światłowód jednomodowy ma większą przepustowość niż światłowód wielomodowy.
4. Kolor osłony
Kolor płaszcza jest czasami używany do odróżnienia zworek światłowodowych wielomodowych od zworek światłowodowych wielomodowych. Zgodnie ze standardową definicją TIA-598C, w zastosowaniach innych niż wojskowe, światłowody jednomodowe mają żółty płaszcz zewnętrzny, a światłowody wielomodowe mają płaszcz zewnętrzny w kolorze pomarańczowym lub wodno-zielonym. Według różnych typów niektórzy producenci używają fioletu, aby odróżnić wysokowydajne włókno OM4 od innych rodzajów włókien.
5. Dyspersja modowa
Źródła światła LED są czasami stosowane w światłowodach wielomodowych w celu wytworzenia szeregu długości fal, które rozchodzą się z różnymi prędkościami. Spowoduje to dyspersję multimodalną, która ogranicza efektywną odległość transmisji zworek światłowodowych wielomodowych. Natomiast laser zastosowany do napędzania światłowodu jednomodowego wytwarza światło o pojedynczej długości fali. Dlatego jego dyspersja modowa jest znacznie mniejsza niż w przypadku światłowodu wielomodowego. Ze względu na dyspersję modową światłowód wielomodowy charakteryzuje się większą szybkością rozszerzania impulsów niż światłowód jednomodowy, co ogranicza zdolność przesyłu informacji w światłowodzie wielomodowym.
6. Cena
Ponieważ światłowód wielomodowy może obsługiwać wiele trybów optycznych, jego cena jest wyższa niż w przypadku światłowodu jednomodowego. Ale jeśli chodzi o sprzęt, ponieważ światłowód jednomodowy zwykle wykorzystuje półprzewodnikowe diody laserowe, sprzęt światłowodu jednomodowego jest droższy niż sprzęt światłowodu wielomodowego. Dlatego koszt stosowania światłowodu wielomodowego jest znacznie niższy niż koszt stosowania światłowodu jednomodowego.
4. Jaki rodzaj włókna wybrać?
Weź pod uwagę dystans transmisji i całkowity budżet. Jeśli odległość jest mniejsza niż kilka mil, światłowód wielomodowy sprawdzi się dobrze, a koszt systemu transmisyjnego (nadajnik i odbiornik) będzie się wahał od 3300 do 5300 juanów. Jeśli pokonywana odległość przekracza 6-10 kilometrów, należy wybrać światłowód jednomodowy, ale ze względu na zwiększony koszt diod laserowych koszt systemu transmisyjnego zwykle przekroczy 6700 juanów.