Морате разумети разлику између једномодног и вишемодног влакна. Данас ћемо разговарати о оптичким влакнима која се користе за пренос података као оптичких сигнала. Постоје две врсте: једномодна и вишемодна. Овај чланак ће детаљно обрадити категорије и перформансе једномодних и вишемодних влакана, па наставите да учите о разликама између једномодних и вишемодних влакана.

Прво, можда би требало да размислим о величини језгра. Мислим да једномодни режим има мање језгро, рецимо 9 микрона, док је мултимодни веће, можда 50 или 62,5 микрона. Величина језгра вероватно утиче на то како се светлост креће. Код једномодног режима, пошто је језгро мање, можда се може ширити само један мод светлости, отуда и назив. Мултимодни режим би омогућио више модова. Али шта овде значи „мод“? Мислим да је мод путања којом светлост може да се креће кроз влакно. Дакле, код мултимодног режима, светлост може да се креће више путањама, што може изазвати дисперзију модова. Тада различити модови стижу у различито време, узрокујући изобличење сигнала. Дакле, једномодни режим, који има само једну путању, избегава ово. То мора да значи да једномодни режим може да поднесе већи пропусни опсег на већим удаљеностима.

Али шта је онда са извором светлости? Мислим да једномодни режими користе ласере, који су прецизнији и могу фокусирати светлост у мање језгро. Мултимодни режими би могли користити ЛЕД диоде или јефтиније ласере јер је језгро веће и лакше је у њега увести светлост. Ласери су скупљи, тако да су једномодни примопредајници вероватно скупљи од вишемодних.

Удаљеност је још један фактор. Ако једномодни оптички кабл има мању дисперзију, може да пређе веће удаљености без деградације сигнала. Мултимодни оптички каблови, са модалном дисперзијом, имали би краће максималне удаљености. Можда километре за једномодни оптички кабл и стотине метара за мултимодни оптички кабл? Али требало би да проверим тачне бројке. Чуо сам термине попут OM3 и OM4 за мултимодна влакна, који се односе на њихове перформансе. То су вероватно стандарди за различите врсте мултимодних оптичких каблова, оптимизоване за веће брзине на одређеним удаљеностима.

Пропусни опсег — једномодни режим би требало да има већи пропусни опсег јер нема модалне дисперзије. Дакле, за брзу комуникацију на велике удаљености, као што је комуникација између градова или у телекомуникационим окосницама, једномодни режим је бољи. Мултимодни режим се користи у центрима података или локалним мрежама где су удаљености краће, а трошкови су већи проблем.

Што се тиче цене, само влакно: једномодни примопредајници су можда слични по цени, али су примопредајници (као што су SFP модули) скупљи због ласера. Мултимодни примопредајници су јефтинији, али влакно може бити мало скупље? Чекајте, не, мислим да је једномодни влакно заправо јефтиније у неким случајевима јер је једноставније? Или се можда трошкови инсталације разликују. Чекајте, инсталација би могла бити компликованија за једномодни влакно јер је језгро мање, што захтева прецизније конекторе и поравнање. То би могло учинити инсталацију скупљом, чак и ако само влакно није.

Примене: једномодни режим за велике удаљености, телекомуникације, интернет провајдери. Мултимодни режим за локалне мреже, центре података, кампус мреже. Такође, можда у ситуацијама где је потребан велики пропусни опсег, али на краћим даљинама. Као што је повезивање сервера унутар центра података.

Коришћене таласне дужине: Једномодни режим често користи 1310 nm и 1550 nm, док вишемодни режим може користити 850 nm и 1300 nm. Дуже таласне дужине у једномодном режиму могу имати мање слабљење, што доприноси већем домету.

Постоји и нешто у вези са хроматском дисперзијом, која више утиче на једномодне влакна на веома великим удаљеностима, али они користе влакна са помереном дисперзијом или компензаторе. Главни проблем вишемодних влакана је модална дисперзија, која се ублажава коришћењем влакана са степенастим индексом где се индекс преламања постепено мења, смањујући модалну дисперзију у поређењу са степ индексом.

О, и постоје различите врсте мултимодних влакана, као што су OM1, OM2, OM3, OM4, OM5. Свако има различит пропусни опсег и могућности преноса на даљину. OM3 и OM4 су оптимизовани за употребу са VCSEL-овима (ласери са вертикалном шупљином који емитују површину) од 850 nm за веће брзине као што су 10G, 40G, 100G Ethernet. OM5 је за мултиплексирање са поделом таласних дужина у мултимоду.

Дакле, све ово заједно: величина језгра, извор светлости, удаљеност, пропусни опсег, цена, примене и стандарди. Једномодни за велике удаљености, скупи трошкови, високе перформансе. Вишемодни за кратке удаљености, нижи трошкови, лакши за инсталацију, али ограничен модалном дисперзијом.

Такође би требало да проверим да ли постоје неке друге разлике, попут радијуса савијања или издржљивости. Можда је једномодни режим осетљивији на савијање због мањег језгра, али нисам сигуран. Мултимодни режим би могао бити попустљивији у том аспекту. Такође, компатибилност са постојећом опремом. Ако мрежа већ користи мултимодни режим, надоградња може захтевати промену и оптичког влакна и примопредајника.

Још једна ствар: осигурање будућности. Једномодни режим би могао бити скалабилнији за будућа повећања брзине без замене оптичког влакна, док би вишемодни режим могао имати ограничења јер потребе за пропусним опсегом расту изван онога што оптичко влакно може да поднесе са модалном дисперзијом.

Чекајте, али са напретком у мултимоду као што је OM5, можда могу да поднесу веће брзине на кратким релацијама. Дакле, избор зависи од конкретног случаја употребе и очекиваног раста.

Морам све ово структурирати у кохерентно поређење. Можда бих требало да почнем са основним разликама, а затим да пређем на техничке аспекте попут пропусног опсега, удаљености, цене, примене итд. Такође, укључите табелу са резимеом за брзу референцу.

Дозволите ми да проверим неке бројеве. Једномодни језгро је 8-10 микрона, вишемодни 50 или 62,5. Једномодни користи ласерске изворе (1310, 1550 nm), вишемодни користи LED/VCSEL (850, 1300 nm). Максималне удаљености: једномодни могу ићи и до десетина километара, чак и 100 км уз одговарајућу опрему. Вишемодни за 100M до 550m у зависности од стандарда (OM3/OM4). Цена: једномодни примопредајници су скупљи, али је цена влакана упоредива или мало виша? Или је можда влакно јефтиније, али је укупна цена система виша због примопредајника.

Такође, пропусни опсег: једномодни режим има практично неограничен пропусни опсег из практичних разлога, док је мултимодни режим ограничен модалном дисперзијом. Дакле, за 10G, 40G, 100G, мултимодни режим може да поднесе брзине, али на краћим растојањима. Једномодни режим може да поднесе те брзине на много већим растојањима.

Што се тиче стандарда, једномодни режим је обухваћен ITU-T G.652, G.653 итд., док је вишемодни TIA-492-AAAB (OM1) итд.

Инсталација и одржавање: једномодни режим захтева већу прецизност, па је можда потребна вештија радна снага и виши почетни трошкови подешавања. Са вишемодним режимом је лакше радити, а трошкови инсталације су нижи.

Дакле, комплетно поређење би обухватило све ове аспекте. Можда би требало поменути и еволуцију, као што је како једномодни режим постаје све чешћи чак и на краћим растојањима због смањења трошкова оптике, али вишемодни режим и даље важи у сценаријима осетљивим на трошкове и кратког домета.