Sinun on ymmärrettävä yksimuotokuidun ja monimuotokuidun välinen ero. Tänään puhutaan kuituoptiikasta, jota käytetään datan siirtämiseen optisina signaaleina. On olemassa kahdenlaisia ​​kuituja: yksimuoto- ja monimuotokuidut. Tässä artikkelissa käsitellään yksimuoto- ja monimuotokuitujen luokkia ja suorituskykyä yksityiskohtaisesti, joten jatka yksimuoto- ja monimuotokuidun erojen oppimista.

Ensinnäkin, ehkä minun pitäisi miettiä ytimen kokoa. Mielestäni yksimoodissa on pienempi ydin, noin 9 mikronia, kun taas monimoodissa on suurempi, ehkä 50 tai 62,5 mikronia. Ytimen koko luultavasti vaikuttaa siihen, miten valo kulkee. Yksimoodissa, koska ydin on pienempi, ehkä vain yksi valomoodi voi etenee, mistä nimi juontaa juurensa. Monimoodi mahdollistaisi useita moodimuotoja. Mutta mitä "moodi" tässä tarkoittaa? Mielestäni moodi on reitti, jota valo voi kulkea kuidun läpi. Joten monimoodissa valo voi kulkea useita reittejä, mikä voi aiheuttaa moodihajaantumista. Tällöin eri moodit saapuvat eri aikoihin, mikä aiheuttaa signaalin vääristymistä. Joten yksimoodi, jossa on vain yksi reitti, välttää tämän. Tämä tarkoittaa, että yksimoodi pystyy käsittelemään suurempaa kaistanleveyttä pidemmillä etäisyyksillä.

Mutta entä sitten valonlähde? Mielestäni yksimuotoisessa tilassa käytetään lasereita, jotka ovat tarkempia ja pystyvät kohdistamaan valon pienempään ytimeen. Monimuotoisessa tilassa saatetaan käyttää LEDejä tai halvempia lasereita, koska ydin on suurempi ja valo on helpompi kytkeä siihen. Laserit ovat kalliimpia, joten yksimuotoiset lähetin-vastaanottimet ovat luultavasti kalliimpia kuin monimuotoiset.

Etäisyys on toinen tekijä. Jos yksimuotoisella kuidulla on vähemmän dispersiota, se voi kulkea pidempiä matkoja ilman signaalin heikkenemistä. Monimuotoisella kuidulla, jossa on modaalinen dispersio, olisi lyhyemmät maksimietäisyydet. Ehkä kilometrejä yksimuotoisella kuidulla ja satoja metrejä monimuotokuidulla? Mutta minun pitäisi tarkistaa tarkat luvut. Olen kuullut termejä kuten OM3 ja OM4 monimuotokuiduille, jotka liittyvät niiden suorituskykyyn. Nämä ovat luultavasti standardeja eri monimuotokuitujen luokille, jotka on optimoitu suuremmille nopeuksille tietyillä etäisyyksillä.

Kaistanleveys – yksimuotoisessa muodossa tulisi olla suurempi kaistanleveys, koska siinä ei ole modaalihajontaa. Joten suurnopeusmatkoille, kuten kaupunkien välille tai tietoliikennerunkoverkoissa, yksimuotoinen muodossa on parempi. Monimuotoista muodossa käytetään datakeskuksissa tai paikallisverkoissa, joissa etäisyydet ovat lyhyempiä ja kustannukset ovat suurempi huolenaihe.

Kustannusten puolesta itse kuitu: yksimuotokuitu saattaa olla hinnaltaan samanlainen, mutta lähetin-vastaanottimet (kuten SFP-moduulit) ovat kalliimpia lasereiden takia. Monimuotokuitulähetin-vastaanottimet ovat halvempia, mutta kuitu saattaa olla hieman kalliimpi? Hetkinen, en usko, että yksimuotokuitu on itse asiassa halvempi joissakin tapauksissa, koska se on yksinkertaisempi? Tai ehkä asennuskustannukset eroavat toisistaan. Hetkinen, asennus voi olla hankalampaa yksimuotokuidulle, koska ydin on pienempi ja vaatii tarkempia liittimiä ja kohdistusta. Tämä voi tehdä asennuksesta kalliimman, vaikka itse kuitu ei olisikaan.

Sovellukset: yksimuotoinen pitkille etäisyyksille, televiestintä, internet-palveluntarjoajat. Monimuotoinen lähiverkoille, datakeskuksille, kampusverkoille. Ehkä myös tilanteissa, joissa tarvitaan suurta kaistanleveyttä, mutta lyhyillä matkoilla. Kuten palvelimien yhdistäminen datakeskuksen sisällä.

Käytetyt aallonpituudet: Yksimoodissa käytetään usein 1310 nm ja 1550 nm, kun taas monimoodissa saatetaan käyttää 850 nm ja 1300 nm. Pidemmillä aallonpituuksilla yksimoodissa voi olla pienempi vaimennus, mikä osaltaan pidentää kantamaa.

Kromaattisessa dispersiossa on myös omat ongelmansa, sillä se vaikuttaa yksimuotoisiin kuituihin enemmän hyvin pitkillä etäisyyksillä, mutta niissä käytetään dispersiosiirtyneitä kuituja tai kompensaattoreita. Monimuotoisten kuitujen pääongelma on modaalinen dispersio, jota lievennetään käyttämällä porrastettuja taitekertoimia omaavia kuituja, joissa taitekerroin muuttuu vähitellen, mikä vähentää modaalista dispersiota askelkertoimiin verrattuna.

Ai niin, ja on olemassa erityyppisiä monimuotokuituja, kuten OM1, OM2, OM3, OM4 ja OM5. Jokaisella on erilaiset kaistanleveys- ja etäisyysominaisuudet. OM3 ja OM4 on optimoitu käytettäväksi 850 nm:n VCSEL-lasereiden (vertikaaliontelolaserit) kanssa suuremmille nopeuksille, kuten 10G, 40G ja 100G Ethernet. OM5 on tarkoitettu aallonpituusjakoiseen multipleksointiin monitilassa.

Eli kaikki tämä yhteenvetona: ytimen koko, valonlähde, etäisyys, kaistanleveys, kustannukset, sovellukset ja standardit. Yksimuotoinen pitkille etäisyyksille, korkeat kustannukset ja korkea suorituskyky. Monimuotoinen lyhyille etäisyyksille, alhaisemmat kustannukset, helpompi asentaa, mutta modaalinen hajonta rajoittaa sitä.

Minun pitäisi myös tarkistaa, onko muita eroja, kuten taivutussäde tai kestävyys. Ehkä yksimuotoinen on herkempi taivutuksille pienemmän ytimen vuoksi, mutta en ole varma. Monimuotoinen saattaa olla siinä suhteessa anteeksiantavaisempi. Myös yhteensopivuus olemassa olevien laitteiden kanssa. Jos verkko käyttää jo monimuotoa, päivittäminen saattaa edellyttää sekä kuidun että lähetin-vastaanottimien vaihtamista.

Toinen huomio: tulevaisuuden vaatimusten täyttäminen. Yksimuotoinen tekniikka saattaa olla skaalautuvampi tulevaisuuden nopeuden kasvua varten ilman kuitujen korvaamista, kun taas monimuototekniikalla voi olla rajoituksia kaistanleveyden tarpeiden kasvaessa yli sen, mitä kuitu pystyy käsittelemään modaalisen hajautuksen avulla.

Odota, mutta monimuototekniikan, kuten OM5:n, edistysaskeleiden myötä ne ehkä pystyvät käsittelemään suurempia nopeuksia lyhyillä etäisyyksillä. Joten valinta riippuu käyttötarkoituksesta ja odotetusta kasvusta.

Minun täytyy jäsentää kaikki tämä yhtenäiseksi vertailuksi. Ehkä aloittaa keskeisistä eroista ja sitten perehtyä teknisiin näkökohtiin, kuten kaistanleveyteen, etäisyyteen, kustannuksiin, sovelluksiin jne. Liittää mukaan myös yhteenvetotaulukko nopeaa tarkastelua varten.

Vahvistanpa muutamia lukuja. Yksimuotoisen ytimen paksuus on 8–10 mikronia, monimuotoisen 50 tai 62,5. Yksimuotoisessa ytimessä käytetään laserlähteitä (1310, 1550 nm), monimuotoisessa LED/VCSEL-lähteitä (850, 1300 nm). Suurimmat etäisyydet: yksimuotoisessa ytimessä voi olla jopa kymmeniä kilometrejä, jopa 100 km sopivilla laitteilla. Monimuotoisessa ytimessä 100–550 m standardista riippuen (OM3/OM4). Kustannukset: yksimuotoiset lähetin-vastaanottimet ovat kalliimpia, mutta kuidun hinta on verrattavissa tai hieman korkeampi? Tai ehkä kuitu on halvempi, mutta järjestelmän kokonaiskustannukset ovat korkeammat lähetin-vastaanottimien vuoksi.

Myös kaistanleveys: yksimuotoverkolla on käytännössä rajaton kaistanleveys, kun taas monimuotoverkolla on rajoituksia modaalisen hajautumisen vuoksi. Joten 10G:n, 40G:n ja 100G:n yhteyksissä monimuotoverkolla voidaan käsitellä kaistanleveyttä, mutta lyhyemmillä etäisyyksillä. Yksimuotoverkolla voidaan käsitellä näitä nopeuksia paljon pidemmillä etäisyyksillä.

Standardien osalta yksimuotoinen tiedonsiirto kuuluu ITU-T G.652:n, G.653:n jne. piiriin, kun taas monimuotoinen tiedonsiirto on TIA-492-AAAB (OM1) jne.

Asennus ja huolto: yksimuotoinen tekniikka vaatii enemmän tarkkuutta, joten se voi vaatia enemmän ammattitaitoista työvoimaa ja korkeammat alkuasennuskustannukset. Monimuotoinen tekniikka on helpompi käsitellä ja sen asennuskustannukset ovat alhaisemmat.

Joten täydellinen vertailu kattaisi kaikki nämä näkökohdat. Voitaisiin mainita myös kehitys, kuten se, miten yksimuotoinen optiikka yleistyy jopa lyhyemmillä etäisyyksillä optiikan kustannusten laskun vuoksi, mutta monimuotoinen optiikka pätee edelleen kustannusherkissä lyhyen kantaman tilanteissa.