சிங்கிள்-மோட் ஃபைபர் மற்றும் மல்டிமோட் ஃபைபர் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாட்டை நீங்கள் புரிந்துகொள்ள வேண்டும். இன்று, தரவுகளை ஒளியியல் சமிக்ஞைகளாக அனுப்பப் பயன்படும் ஃபைபர் ஆப்டிக்ஸ் பற்றிப் பேசுவோம். இதில் சிங்கிள்-மோட் மற்றும் மல்டிமோட் என இரண்டு வகைகள் உள்ளன. இந்தக் கட்டுரை சிங்கிள்-மோட் மற்றும் மல்டிமோட் வகைகள் மற்றும் அவற்றின் செயல்திறனை விரிவாக விவரிக்கும், எனவே சிங்கிள்-மோட் மற்றும் மல்டிமோட் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாடுகளைப் பற்றித் தொடர்ந்து அறிந்துகொள்ளுங்கள்.

முதலில், நான் மையத்தின் அளவைப் பற்றி யோசிக்க வேண்டும். சிங்கிள்-மோடில் 9 மைக்ரான் போன்ற சிறிய மையமும், மல்டிமோடில் 50 அல்லது 62.5 மைக்ரான் போன்ற பெரிய மையமும் இருப்பதாக நினைக்கிறேன். மையத்தின் அளவு, ஒளி பயணிக்கும் விதத்தை பாதிக்கக்கூடும். சிங்கிள்-மோடில், மையம் சிறியதாக இருப்பதால், ஒளியின் ஒரே ஒரு முறை மட்டுமே பரவக்கூடும், அதனால்தான் அந்தப் பெயர். மல்டிமோட் பல முறைகளை அனுமதிக்கும். ஆனால் இங்கே "முறை" என்பதன் பொருள் என்ன? ஒரு முறை என்பது ஒளி இழை வழியாகச் செல்லக்கூடிய ஒரு பாதை என்று நினைக்கிறேன். எனவே மல்டிமோடில், ஒளி பல பாதைகளில் செல்ல முடியும், இது முறை சிதறலை ஏற்படுத்தக்கூடும். அதாவது, வெவ்வேறு முறைகள் வெவ்வேறு நேரங்களில் வந்து சேரும்போது, ​​அது சமிக்ஞை சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, ஒரே ஒரு பாதையைக் கொண்ட சிங்கிள்-மோட் இதைத் தவிர்க்கிறது. அப்படியானால், சிங்கிள்-மோடால் அதிக தூரங்களுக்கு அதிக அலைவரிசையைக் கையாள முடியும் என்றுதான் அர்த்தம்.

சரி, அப்படியானால் ஒளி மூலத்தைப் பற்றி என்ன? சிங்கிள்-மோட், லேசர்களைப் பயன்படுத்துகிறது என்று நினைக்கிறேன். அவை அதிகத் துல்லியமானவை, மேலும் ஒளியைச் சிறிய மையப்பகுதிக்குள் குவிக்கும் திறன் கொண்டவை. மல்டிமோட், எல்.ஈ.டி-களையோ அல்லது மலிவான லேசர்களையோ பயன்படுத்தக்கூடும், ஏனெனில் அதன் மையப்பகுதி பெரியதாகவும், ஒளியை அதனுள் செலுத்துவது எளிதாகவும் இருக்கும். லேசர்கள் அதிக விலை கொண்டவை, எனவே சிங்கிள்-மோட் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள், மல்டிமோட் டிரான்ஸ்ஸீவர்களை விட விலை அதிகமாக இருக்க வாய்ப்புள்ளது.

தூரம் மற்றொரு காரணியாகும். சிங்கிள்-மோடில் சிதறல் குறைவாக இருந்தால், சிக்னல் தரம் குறையாமல் அதனால் அதிக தூரம் பயணிக்க முடியும். மோடல் சிதறல் கொண்ட மல்டிமோடில், அதிகபட்ச தூரம் குறைவாக இருக்கும். ஒருவேளை சிங்கிள்-மோடிற்கு கிலோமீட்டர்கள் போலவும், மல்டிமோடிற்கு நூற்றுக்கணக்கான மீட்டர்கள் போலவும் இருக்குமோ? ஆனால் நான் சரியான எண்களைச் சரிபார்க்க வேண்டும். மல்டிமோட் ஃபைபர்களுக்கு OM3 மற்றும் OM4 போன்ற சொற்களைக் கேள்விப்பட்டிருக்கிறேன், அவை அவற்றின் செயல்திறனுடன் தொடர்புடையவை. அவை ஒருவேளை, குறிப்பிட்ட தூரங்களில் அதிக வேகத்திற்காக மேம்படுத்தப்பட்ட, மல்டிமோடின் வெவ்வேறு தரங்களுக்கான தரநிலைகளாக இருக்கலாம்.

அலைவரிசை அகலம்—ஒற்றை-முறைமையில் அலைமுறைப் பரவல் இல்லாததால், அது அதிக அலைவரிசை அகலத்தைக் கொண்டிருக்கும். எனவே, நகரங்களுக்கு இடையேயான அல்லது தொலைத்தொடர்பு முதுகெலும்பு வலையமைப்புகள் போன்ற அதிவேக, நீண்ட தூரத் தொடர்புகளுக்கு ஒற்றை-முறைமை சிறந்தது. தூரங்கள் குறைவாகவும், செலவு ஒரு பெரிய கவலையாகவும் இருக்கும் தரவு மையங்கள் அல்லது உள்ளூர் வலையமைப்புகளில் பன்முறைமை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

விலையைப் பொறுத்தவரை, ஃபைபரின் விலை: சிங்கிள்-மோட் ஃபைபர் ஏறக்குறைய ஒரே மாதிரியாக இருக்கலாம், ஆனால் லேசர்கள் இருப்பதால் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் (SFP மாட்யூல்கள் போன்றவை) அதிக விலை கொண்டவை. மல்டிமோட் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் விலை மலிவானவை, ஆனால் ஃபைபரின் விலை சற்று அதிகமாக இருக்குமா? இல்லை, சில சமயங்களில் சிங்கிள்-மோட் ஃபைபர் உண்மையில் விலை மலிவானது என்று நினைக்கிறேன், ஏனென்றால் அது எளிமையானது? அல்லது நிறுவல் செலவுகள் வேறுபடலாம். ஒரு நிமிடம், சிங்கிள்-மோட் ஃபைபரின் கோர் சிறியதாக இருப்பதால், அதை நிறுவுவது சற்று கடினமாக இருக்கலாம்; அதற்கு மிகவும் துல்லியமான இணைப்பான்களும் சீரமைப்பும் தேவைப்படும். ஃபைபரின் விலை அதிகமாக இல்லாவிட்டாலும், இது நிறுவல் செலவை அதிகரிக்கக்கூடும்.

பயன்பாடுகள்: நீண்ட தூரங்களுக்கு சிங்கிள்-மோட், தொலைத்தொடர்பு, இணைய சேவை வழங்குநர்கள். லேன்கள், தரவு மையங்கள், வளாக வலையமைப்புகளுக்கு மல்டிமோட். மேலும், அதிக அலைவரிசை தேவைப்படும் ஆனால் குறுகிய தூரங்களில் தேவைப்படும் சூழ்நிலைகளிலும் இது பயன்படலாம். உதாரணமாக, ஒரு தரவு மையத்திற்குள் சர்வர்களை இணைப்பது.

பயன்படுத்தப்படும் அலைநீளங்கள்: சிங்கிள்-மோட் பெரும்பாலும் 1310 nm மற்றும் 1550 nm-ஐப் பயன்படுத்துகிறது, அதே சமயம் மல்டிமோட் 850 nm மற்றும் 1300 nm-ஐப் பயன்படுத்தக்கூடும். சிங்கிள்-மோடில் உள்ள நீண்ட அலைநீளங்கள் குறைந்த தணிப்பைக் கொண்டிருக்கக்கூடும், இது அதிக தூரத்தை அடைய உதவுகிறது.

நிறச்சிதறல் (chromatic dispersion) என்ற ஒன்றும் உள்ளது, இது மிக நீண்ட தூரங்களில் ஒற்றை-முறை அலைகளை (single-mode) அதிகமாகப் பாதிக்கிறது, ஆனால் அவர்கள் சிதறல்-மாற்றப்பட்ட இழைகள் (dispersion-shifted fibers) அல்லது ஈடுசெய்விகளைப் (compensators) பயன்படுத்துகிறார்கள். பல்முறை அலைகளின் (Multimode) முக்கியப் பிரச்சினை முறைமைச் சிதறல் (modal dispersion) ஆகும், இது படிநிலை-குறியீட்டுடன் (step-index) ஒப்பிடும்போது முறைமைச் சிதறலைக் குறைத்து, ஒளிவிலகல் குறியீடு படிப்படியாக மாறும் தரப்படுத்தப்பட்ட-குறியீட்டு இழைகளைப் (graded-index fibers) பயன்படுத்துவதன் மூலம் தணிக்கப்படுகிறது.

மேலும், OM1, OM2, OM3, OM4, OM5 போன்ற பல்வேறு வகையான மல்டிமோட் ஃபைபர்கள் உள்ளன. ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு அலைவரிசை மற்றும் தூரத் திறன்களைக் கொண்டுள்ளன. OM3 மற்றும் OM4 ஆகியவை 10G, 40G, 100G ஈதர்நெட் போன்ற அதிக வேகங்களுக்காக, 850 nm VCSEL-களுடன் (செங்குத்து-குழி மேற்பரப்பு-உமிழும் லேசர்கள்) பயன்படுத்துவதற்கு உகந்ததாக்கப்பட்டுள்ளன. OM5 என்பது மல்டிமோடில் அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சிங்கிற்கானது.

ஆக, மையத்தின் அளவு, ஒளி மூலம், தூரம், அலைவரிசை அகலம், செலவு, பயன்பாடுகள் மற்றும் தரநிலைகள் ஆகிய அனைத்தையும் ஒன்றாக இணைத்துப் பார்க்கும்போது, ​​நீண்ட தூரப் பயன்பாட்டிற்கு ஒற்றை முறைமை (Single-mode) அதிக செலவு மற்றும் உயர் செயல்திறனைக் கொண்டது. குறுகிய தூரப் பயன்பாட்டிற்கு பல்முறைமை (Multimode), இது குறைந்த செலவு, நிறுவுவதற்கு எளிதானது, ஆனால் அலைமுறைப் பரவலால் (modeal dispersion) வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

வளைவு ஆரம் அல்லது நீடித்துழைக்கும் தன்மை போன்ற வேறு ஏதேனும் வேறுபாடுகள் உள்ளதா என்பதையும் நான் சரிபார்க்க வேண்டும். ஒருவேளை, சிறிய கோர் காரணமாக சிங்கிள்-மோட் வளைவுகளுக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டதாக இருக்கலாம், ஆனால் எனக்கு உறுதியாகத் தெரியவில்லை. மல்டிமோட் அந்த அம்சத்தில் அதிக சகிப்புத்தன்மை கொண்டதாக இருக்கலாம். மேலும், ஏற்கனவே உள்ள உபகரணங்களுடன் அதன் இணக்கத்தன்மையையும் பார்க்க வேண்டும். ஒரு நெட்வொர்க் ஏற்கனவே மல்டிமோடைப் பயன்படுத்திக் கொண்டிருந்தால், மேம்படுத்துவதற்கு ஃபைபர் மற்றும் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் இரண்டையும் மாற்ற வேண்டியிருக்கலாம்.

மற்றொரு விடயம்: எதிர்காலத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப வடிவமைத்தல். ஃபைபரை மாற்றாமலேயே எதிர்காலத்தில் வேகத்தை அதிகரிப்பதற்கு சிங்கிள்-மோட் தொழில்நுட்பம் அதிக அளவில் விரிவாக்கக்கூடியதாக இருக்கலாம். ஆனால், மோடல் டிஸ்பர்ஷன் மூலம் ஃபைபரால் கையாளக்கூடிய அளவைத் தாண்டி அலைவரிசைத் தேவைகள் அதிகரிக்கும்போது, ​​மல்டிமோட் தொழில்நுட்பத்தில் வரம்புகள் ஏற்படக்கூடும்.

ஆனால், OM5 போன்ற மல்டிமோட் தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்களால், ஒருவேளை அவற்றால் குறுகிய தூரங்களில் அதிக வேகத்தைக் கையாள முடியலாம். எனவே, இந்தத் தேர்வு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டுச் சூழலையும் எதிர்பார்க்கப்படும் வளர்ச்சியையும் பொறுத்தது.

இவை அனைத்தையும் ஒரு சீரான ஒப்பீடாக நான் கட்டமைக்க வேண்டும். ஒருவேளை, முக்கிய வேறுபாடுகளில் இருந்து தொடங்கி, பின்னர் அலைவரிசை, தூரம், செலவு, பயன்பாடுகள் போன்ற தொழில்நுட்ப அம்சங்களுக்குச் செல்லலாம். மேலும், விரைவான குறிப்பிற்காக ஒரு சுருக்க அட்டவணையையும் சேர்க்கவும்.

சில எண்களை நான் சரிபார்க்கிறேன். சிங்கிள்-மோட் கோர் 8-10 மைக்ரான், மல்டிமோட் 50 அல்லது 62.5 மைக்ரான். சிங்கிள்-மோட் லேசர் மூலங்களைப் (1310, 1550 nm) பயன்படுத்துகிறது, மல்டிமோட் LED/VCSEL-ஐப் (850, 1300 nm) பயன்படுத்துகிறது. அதிகபட்ச தூரங்கள்: சிங்கிள்-மோட் பல பத்து கிலோமீட்டர்கள் வரை செல்ல முடியும், பொருத்தமான உபகரணங்களுடன் 100 கி.மீ. வரை கூட செல்ல முடியும். மல்டிமோட், தரநிலையைப் (OM3/OM4) பொறுத்து 100 மீ முதல் 550 மீ வரை செல்லும். செலவு: சிங்கிள்-மோட் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் அதிக விலை கொண்டவை, ஆனால் ஃபைபரின் விலை அதற்கு இணையாகவோ அல்லது சற்றே அதிகமாகவோ உள்ளதா? அல்லது ஒருவேளை ஃபைபர் விலை மலிவாக இருக்கலாம், ஆனால் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள் காரணமாக ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் செலவு அதிகமாக இருக்கலாம்.

மேலும், அலைவரிசை: நடைமுறைப் பயன்பாடுகளுக்கு சிங்கிள்-மோட் கிட்டத்தட்ட வரம்பற்ற அலைவரிசையைக் கொண்டுள்ளது, அதேசமயம் மல்டிமோட் ஆனது மோடல் டிஸ்பர்ஷனால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. எனவே 10G, 40G, 100G போன்ற வேகங்களை மல்டிமோட்டால் கையாள முடியும், ஆனால் குறுகிய தூரங்களுக்கு மட்டுமே. சிங்கிள்-மோடால் அந்த வேகங்களை மிக நீண்ட தூரங்களுக்குக் கையாள முடியும்.

தரநிலைகளைப் பொறுத்தவரை, ஒற்றைப் பயன்முறையானது ITU-T G.652, G.653 போன்றவற்றாலும், பல்பயன் பயன்முறையானது TIA-492-AAAB (OM1) போன்றவற்றாலும் உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளது.

நிறுவுதல் மற்றும் பராமரிப்பு: ஒற்றை முறைக்கு அதிகத் துல்லியம் தேவைப்படுகிறது, எனவே அதிகத் திறமையான பணியாளர்கள் தேவைப்படலாம், ஆரம்ப அமைப்புச் செலவும் அதிகமாகும். பல்முறையைக் கையாள்வது எளிது, நிறுவல் செலவும் குறைவு.

எனவே, முழுமையான ஒப்பீடு இந்த எல்லா அம்சங்களையும் உள்ளடக்கும். ஒளியியலின் விலை குறைவதால், குறைந்த தூரங்களில்கூட ஒற்றை-முறை (single-mode) எவ்வாறு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் விலை உணர்திறன் மிக்க, குறுகிய தூரச் சூழல்களில் பன்முறை (multimode) இன்னும் செல்லுபடியாகிறது என்பது போன்ற அதன் பரிணாம வளர்ச்சியையும் குறிப்பிடலாம்.