Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje włókien: 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 między nimi różnica? Przeczytaj ten artykuł, aby uzyskać odpowiedź.
Przegląd światłowodów jednomodowych i wielomodowych
Światłowód jednomodowy umożliwia propagację tylko jednego modu światła na raz, podczas gdy światłowód wielomodowy może propagować wiele modów. Kluczowe różnice między nimi dotyczą średnicy rdzenia światłowodu, długości fali i źródła światła, szerokości pasma, powłoki barwnej, odległości, kosztu itp.
Światłowód jednomodowy a wielomodowy – jaka jest różnica?
Czas na porównanie trybu jednomodowego i wielomodowegowłókno optycznei zrozumieć ich różnice.
Średnica rdzenia
Kable jednomodowe charakteryzują się mniejszym rozmiarem rdzenia, zwykle 9 μm, co zapewnia niższe tłumienie, większą przepustowość i większe odległości transmisji.
Natomiast światłowód wielomodowy ma większy rozmiar rdzenia, zazwyczaj 62,5 μm lub 50 μm, przy czym OM1 ma 62,5 μm, a OM2/OM3/OM4/OM5 5 μm. Chociaż różnica w rozmiarze jest zauważalna, nie jest ona widoczna gołym okiem, ponieważ są one mniejsze niż grubość ludzkiego włosa. Sprawdzenie nadrukowanego kodu na światłowodzie może pomóc w identyfikacji typu.
Włókna jedno- i wielomodowe wyposażone w płaszcz ochronny mają średnicę 125 μm.
Długość fali i źródło światła
Światłowód wielomodowy, z dużym rdzeniem, wykorzystuje tanie źródła światła, takie jak diody LED i lasery VCSEL o długościach fal 850 nm i 1300 nm. Natomiast kabel jednomodowy, z mniejszym rdzeniem, wykorzystuje lasery lub diody laserowe do generowania światła wstrzykiwanego do kabla, zazwyczaj o długościach fal 1310 nm i 1550 nm.
Przepustowość łącza
Te dwa typy włókien różnią się pod względem przepustowości. Włókna jednomodowe oferują niemal nieograniczoną przepustowość dzięki obsłudze pojedynczego trybu źródła światła, co przekłada się na niższe tłumienie i dyspersję. Są preferowanym wyborem w przypadku szybkich połączeń telekomunikacyjnych na duże odległości.
Z drugiej strony, światłowód wielomodowy może przesyłać wiele modów optycznych, ale charakteryzuje się większym tłumieniem i większą dyspersją, co ogranicza jego przepustowość.
Włókno jednomodowe przewyższa światłowód wielomodowy pod względem przepustowości.
Osłabienie
Włókno jednomodowe charakteryzuje się niższym tłumieniem, natomiast światłowód wielomodowy jest bardziej podatny na tłumienie.
Dystans
Niższe tłumienie i dyspersja modów w kablach jednomodowych umożliwiają znacznie większe odległości transmisji niż w kablach wielomodowych. Kable wielomodowe są ekonomiczne, ale ograniczone do krótkich łączy (np. 550 m dla 1 Gb/s), natomiast kable jednomodowe są używane do transmisji na bardzo duże odległości.
Koszt
Przy rozpatrywaniu całkowitych kosztów kluczową rolę odgrywają trzy segmenty.
Koszt instalacji
Koszt instalacji światłowodu jednomodowego jest często postrzegany jako wyższy niż w przypadku kabla wielomodowego ze względu na jego zalety. Jednak rzeczywistość jest odwrotna – dzięki bardziej wydajnej produkcji, można zaoszczędzić 20-30% w porównaniu ze światłowodem wielomodowym. W przypadku droższych włókien OM3/OM4/OM5, światłowody jednomodowe mogą zaoszczędzić nawet 50% lub więcej. Należy jednak wziąć pod uwagę koszt transceivera optycznego.
Koszt transceivera optycznego
Transceiver optyczny stanowi znaczący składnik kosztów okablowania światłowodowego, stanowiąc znaczną część, czasami nawet do 70% całkowitego kosztu. Transceivery jednomodowe kosztują zazwyczaj od 1,2 do 6 razy więcej niż transceivery wielomodowe. Wynika to z faktu, że transceivery jednomodowe wykorzystują diody laserowe dużej mocy (LD), które są droższe, podczas gdy urządzenia wielomodowe zazwyczaj wykorzystują tańsze diody LED lub diody VCSEL.
Koszt aktualizacji systemu
Wraz z szybkim postępem technologicznym, systemy okablowania często wymagają modernizacji i rozbudowy. Światłowód jednomodowy oferuje większą skalowalność, elastyczność i adaptowalność. Kable wielomodowe, ze względu na ograniczoną przepustowość i możliwość przesyłu na krótkich dystansach, mogą mieć trudności ze spełnieniem przyszłych wymagań dotyczących transmisji sygnałów na duże odległości i o dużej głośności.
Modernizacja jednomodowego systemu światłowodowego jest prostsza i polega jedynie na wymianie przełącznika i transceiverów, bez konieczności układania nowych włókien. Natomiast w przypadku kabla wielomodowego modernizacja z OM2 do OM3, a następnie do OM4 w celu uzyskania szybszej transmisji wiązałaby się ze znacznie wyższymi kosztami, zwłaszcza w przypadku wymiany włókien ułożonych pod podłogą.
Podsumowując, łączność wielomodowa jest opłacalna na krótkich dystansach, natomiast łączność jednomodowa sprawdza się idealnie na średnich i długich dystansach.
Kolor
Kodowanie kolorami ułatwia identyfikację typu kabla. Norma TlA-598C zawiera zalecane przez branżę kodowanie kolorami, ułatwiające identyfikację.
Wielomodowe OM1 i OM2 zwykle mają pomarańczową osłonę.
OM3 zwykle mają kurtki w kolorze Aqua.
OM4 zazwyczaj mają kurtki w kolorze Aqua lub Violet.
OM5 miał kolor limonkowo-zielony.
Jednomodowe OS1 i OS2 zwykle z osami żółtymi.
Aplikacja
Kable jednomodowe są stosowane przede wszystkim w dalekosiężnych systemach szkieletowych i miejskich w sieciach telekomunikacyjnych, transmisji danych i telewizji kablowej.
Z drugiej strony kable wielomodowe stosowane są głównie w zastosowaniach o stosunkowo krótkim zasięgu, takich jak centra danych, przetwarzanie w chmurze, systemy bezpieczeństwa i sieci LAN (lokalne sieci komputerowe).
Wniosek
Podsumowując, okablowanie światłowodowe jednomodowe idealnie nadaje się do transmisji danych na duże odległości w sieciach operatorskich, MAN i PON. Z kolei okablowanie światłowodowe wielomodowe jest częściej stosowane w przedsiębiorstwach, centrach danych i sieciach LAN ze względu na krótszy zasięg. Kluczem jest wybór rodzaju światłowodu, który najlepiej odpowiada wymaganiom sieci, przy uwzględnieniu całkowitego kosztu światłowodu. Dla projektanta sieci podjęcie tej decyzji jest kluczowe dla wydajnej i niezawodnej konfiguracji sieci.
Czas publikacji: 19 czerwca 2025 r.