Sa pead mõistma ühemoodilise ja mitmemoodilise kiu erinevust. Täna räägime fiiberoptikast, mida kasutatakse andmete edastamiseks optiliste signaalidena. Neid on kahte tüüpi: ühemoodiline ja mitmemoodiline. See artikkel käsitleb üksikasjalikult ühemoodilise ja mitmemoodilise kategooriaid ja jõudlust, seega jätkake ühemoodilise ja mitmemoodilise erinevuste tundmaõppimist.

Esiteks peaksin ehk mõtlema südamiku suurusele. Ma arvan, et ühemoodilisel südamik on väiksem, umbes 9 mikronit, samas kui mitmemoodilisel südamik on suurem, võib-olla 50 või 62,5 mikronit. Südamiku suurus mõjutab ilmselt valguse liikumist. Ühemoodilise südamiku puhul, kuna südamik on väiksem, saab levida ainult üks valguse režiim, sellest ka nimi. Mitmemoodiline režiim võimaldaks mitut režiimi. Aga mida "režiim" siin tähendab? Ma arvan, et režiim on tee, mida valgus saab läbi kiu läbida. Seega mitmemoodilises režiimis võib valgus läbida mitu rada, mis võib põhjustada modaalset hajumist. See juhtub siis, kui erinevad režiimid saabuvad erinevatel aegadel, põhjustades signaali moonutusi. Seega ühemoodiline režiim, millel on ainult üks rada, väldib seda. See peab tähendama, et ühemoodiline režiim suudab pikematel vahemaadel suurema ribalaiusega hakkama saada.

Aga kuidas on lood valgusallikaga? Ma arvan, et ühemoodiline süsteem kasutab lasereid, mis on täpsemad ja suudavad valgust suunata väiksemasse südamikku. Mitmemoodiline süsteem võib kasutada LED-e või odavamaid lasereid, kuna südamik on suurem ja valgust on lihtsam ühendada. Laserid on kallimad, seega on ühemoodilised transiiverid ilmselt kallimad kui mitmemoodilised.

Kaugus on veel üks tegur. Kui ühemoodilisel kaablil on väiksem dispersioon, saab signaali halvenemiseta läbida pikemaid vahemaid. Mitmemoodilisel kaablil, modaalse dispersiooniga, on maksimaalsed vahemaad lühemad. Võib-olla kilomeetrid ühemoodilise kaabli ja sadu meetreid mitmemoodilise kaabli puhul? Aga ma peaksin täpseid numbreid kontrollima. Olen kuulnud mitmemoodiliste kiudude kohta termineid nagu OM3 ja OM4, mis on seotud nende jõudlusega. Need on ilmselt standardid erinevate mitmemoodiliste kiudude klasside jaoks, mis on optimeeritud suuremate kiiruste jaoks teatud vahemaadel.

Ribalaius – ühemoodilisel režiimil peaks olema suurem ribalaius, kuna puudub modaalne hajumine. Seega on ühemoodiline parem kiirete ja pikamaaühenduste jaoks, näiteks linnade vahel või telekommunikatsioonivõrgu magistraalvõrkudes. Mitmemoodilist režiimi kasutatakse andmekeskustes või kohalikes võrkudes, kus vahemaad on lühemad ja hind on suurem probleem.

Kulude poolest, kiud ise: ühemoodiline võib olla hinna poolest sarnane, kuid transiiverid (nagu SFP moodulid) on laserite tõttu kallimad. Mitmemoodilised transiiverid on odavamad, aga kiud ise võib olla veidi kallim? Oota, ei, ma arvan, et ühemoodiline kiud on mõnel juhul tegelikult odavam, kuna see on lihtsam? Või äkki on paigalduskulud erinevad. Oota, ühemoodilise kiu paigaldamine võib olla keerulisem, kuna südamik on väiksem, mis nõuab täpsemaid ühendusi ja joondust. See võib paigaldamise kallimaks muuta, isegi kui kiud ise seda pole.

Rakendused: ühemoodiline pikkade vahemaade jaoks, telekommunikatsioon, internetiteenuse pakkujad. Mitmemoodiline kohtvõrkude, andmekeskuste ja ülikoolilinnakute võrkude jaoks. Samuti võib-olla olukordades, kus on vaja suurt ribalaiust, kuid lühikeste vahemaade korral. Näiteks serverite ühendamine andmekeskuses.

Kasutatavad lainepikkused: Ühemoodilises režiimis kasutatakse sageli 1310 nm ja 1550 nm, samas kui mitmemoodilises režiimis võidakse kasutada 850 nm ja 1300 nm. Ühemoodilises režiimis kasutatavatel pikematel lainepikkustel võib olla väiksem sumbuvus, mis aitab kaasa pikemale ulatusele.

Samuti on oluline kromaatiline dispersioon, mis mõjutab ühemoodilist režiimi rohkem väga pikkade vahemaade korral, kuid nad kasutavad dispersiooninihkega kiude või kompensaatoreid. Mitmemoodilise režiimi peamine probleem on modaalne dispersioon, mida leevendatakse astmelise indeksiga kiudude abil, kus murdumisnäitaja muutub järk-järgult, vähendades modaalset dispersiooni võrreldes astmelise indeksiga.

Aa, ja on olemas erinevat tüüpi multimoodilisi kiude, näiteks OM1, OM2, OM3, OM4, OM5. Igal ühel on erinev ribalaius ja vahemaa. OM3 ja OM4 on optimeeritud kasutamiseks 850 nm VCSEL-idega (vertikaalse õõnsusega pinnakiirguslaserid) suuremate kiiruste saavutamiseks, näiteks 10G, 40G, 100G Ethernet. OM5 on mõeldud lainepikkuse jaotamise multipleksimiseks multimoodilises režiimis.

Seega, pannes kõik kokku: südamiku suurus, valgusallikas, kaugus, ribalaius, maksumus, rakendused ja standardid. Ühemoodiline pikamaaülesannete jaoks, kõrge hind, kõrge jõudlus. Mitmemoodiline lühikeste vahemaade jaoks, madalam hind, lihtsam paigaldada, kuid piiratud modaalse hajumisega.

Samuti peaksin kontrollima, kas on mingeid muid erinevusi, näiteks painderaadius või vastupidavus. Võib-olla on ühemoodiline võrk väiksema südamiku tõttu painutustele tundlikum, aga ma pole kindel. Mitmemoodiline võrk võib selles osas andestavam olla. Samuti ühilduvus olemasolevate seadmetega. Kui võrk juba kasutab mitmemoodilist võrku, võib uuendamine nõuda nii fiibervõrgu kui ka transiiver-vastuvõtjate vahetamist.

Veel üks punkt: tulevikukindlus. Ühemoodiline ühendus võib olla tulevaste kiiruse suurendamiste jaoks paremini skaleeritav ilma kiudopti asendamata, samas kui mitmemoodilisel ühendusel võivad olla piirangud, kuna ribalaiuse vajadused kasvavad üle selle, mida kiud modaalse hajumise korral taluda suudab.

Oota, aga tänu multimoodsete edusammudele nagu OM5 suudavad nad ehk lühikestel vahemaadel suuremaid kiirusi taluda. Seega sõltub valik konkreetsest kasutusjuhtumist ja eeldatavast kasvust.

Pean selle kõik struktureerima sidusaks võrdluseks. Võib-olla alustan peamistest erinevustest ja seejärel käsitlen tehnilisi aspekte, nagu ribalaius, vahemaa, hind, rakendused jne. Lisaks lisan kiireks ülevaateks kokkuvõtva tabeli.

Lubage mul mõned numbrid kontrollida. Ühemoodilise südamiku paksus on 8-10 mikronit, mitmemoodilise südamiku paksus on 50 või 62,5. Ühemoodilise südamiku puhul kasutatakse laserallikaid (1310, 1550 nm), mitmemoodilise südamiku puhul LED/VCSEL (850, 1300 nm). Maksimaalsed vahemaad: ühemoodiline südamik võib ulatuda kümnete kilomeetriteni, sobiva varustusega isegi 100 km-ni. Mitmemoodiline südamik võib ulatuda 100M kuni 550m, olenevalt standardist (OM3/OM4). Hind: ühemoodilised transiiverid on kallimad, kuid fiiberi hind on võrreldav või veidi kõrgem? Või on fiiber odavam, kuid süsteemi üldine hind on transiiverite tõttu kõrgem.

Samuti ribalaius: ühemoodilisel režiimil on praktilistel eesmärkidel praktiliselt piiramatu ribalaius, samas kui mitmemoodilist režiimi piirab modaalne hajumine. Seega 10G, 40G ja 100G puhul saab mitmemoodiline režiim hakkama lühemate vahemaadega. Ühemoodiline režiim saab nende kiirustega hakkama palju pikemate vahemaade puhul.

Standardite osas hõlmab ühemoodilist ITU-T G.652, G.653 jne, samas kui mitmemoodilist on TIA-492-AAAB (OM1) jne.

Paigaldamine ja hooldus: ühemoodiline režiim nõuab suuremat täpsust, seega võib see nõuda rohkem oskustööjõudu ja kõrgemaid esialgseid seadistuskulusid. Mitmemoodilise režiimiga on lihtsam töötada ja see maksab madalamalt.

Seega hõlmaks täielik võrdlus kõiki neid aspekte. Võib-olla mainida ka arengut, näiteks kuidas ühemoodiline optika muutub üha tavalisemaks isegi lühemate vahemaade puhul tänu optika hinna langusele, kuid mitmemoodiline optika sobib endiselt kulutundlike ja lühikese ulatusega stsenaariumide puhul.