Меню

Как отличить одномод от многомода по цвету



В чём разница?

Разница между Одномодовым и Многомодовым оптоволокном

Основное отличие Одномодового и Многомодового оптического волокна состоит в том, что в Одномодовом оптическом волокне луч света распространяется только по одному пути, тогда как в Многомодовом оптическом волокне через волновод одновременно распространяются несколько световых лучей. Другим важным отличием Одномодового и Многомодового оптического волокна является то, что Одномодовое волокно имеет меньший диаметр сердцевины световода по сравнению с Многомодовым волокном.

Оптоволокно позволило передавать данные по всему миру за считанные секунды. По сравнению с медным кабелем информация по оптоволокну передается быстрее при меньшем количестве ошибок. Одномодовое и Многомодовое волокно — это два основных типа волоконно-оптического кабеля. В этом обзоре рассматриваются различия одномодового и многомодового оптического волокна.

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Одномодовое оптоволокно
  3. Что такое Многомодовое оптоволокно
  4. В чем разница между Одномодовым и Многомодовым оптоволокном
  5. Заключение

Что такое Одномодовое оптоволокно

Одномодовое оптическое волокно — это тип оптического волокна, которое позволяет распространять только один луч света вдоль волокна. В этом типе оптического волокна диаметр сердцевины световода по отношению к диаметру оболочки составляет от 9/125 микрометров. Диаметр сердечника очень мал, благодаря чему через него проходит только один луч света, (одна мода). Оптическое волокно состоит из трех основных частей, а именно — сердцевина, оболочка и покрытие (буфер). Типичное одномодовое оптическое волокно показано ниже:

Одномодовое волокно — строение

Сердцевина, которая является центральной частью, состоит только из одного волокна. Излучаемый свет от источника проходит через этот конкретный участок. Маленький диаметр сердечника требует острого сфокусированного светового луча в качестве источника. Таким образом, используется лазер в качестве оптического источника.

Благодаря пропусканию только одного светового луча, одномодовое оптическое волокно обладает минимальным искажением сигнала. Таким образом, модальная дисперсия не замечена, что поддерживает передачу сигнала на большие расстояния со значительно повышенной скоростью передачи. Это в результате обеспечивает большую полосу пропускания, что служит преимуществом одномодового оптического волокна.

Другим аспектом одномодового оптического волокна является то, что его небольшой размер сердечника делает его производство несколько затруднительной. Наряду с этим, проецирование света в сердцевину, ​​также становится сложной задачей. Все преимущества, связанные с одномодовым оптическим волокном, делают их использование более распространённым с развитием оптических технологий.

Что такое Многомодовое оптоволокно

Другим типом оптического волокна является многомодовое оптическое волокно. В многомодовом оптическом волокне несколько световых лучей (моды) распространяются через волокно одновременно, но каждый отражается под определенным углом, отличным от другого во время передачи.

Диаметр сердечника и оболочки в случае многомодового оптического волокна составляет от 50-62,5 и 125 микрометров соответственно. На рисунке ниже показано базовое многомодовое оптическое волокно.

Многомодовое волокно — строение

Здесь диаметр сердечника достаточно большой, что позволяет проходить через него нескольким световым лучам, поэтому в качестве оптического источника используется светодиод. Поскольку несколько мод распространяются через один сердечник, таким образом, существует больше возможностей вмешательства различных мод. Из-за этого в многомодовых волокнах происходит интермодальная дисперсия.

Поскольку передача на большие расстояния может увеличить вероятность рассеивания в многомодовом волокне, этот тип оптического волокна обычно используются в приложениях, связанных с передачей на небольшие расстояния. Многомодовое волокно является более дорогим оптическим волокном по сравнению с одномодовым, но передающее оборудование, для многомодового волокна, стоит дешевле. Всякий раз, когда возникает необходимость в прокладке оптического волокна внутри здания, многомодовые волокна являются наилучшим выбором благодаря их надежности.

Читайте также:  Резкий переход цветов как исправить

В чем разница между Одномодовым и Многомодовым оптоволокном

  • Одномодовое оптическое волокно имеет диаметр сердечника примерно от 8 до 10 микрометров, тогда как в многомодовом оптическом волокне диаметр сердечника составляет примерно от 50 до 62,5 микрометров;
  • Одномодовое волокно обычно использует лазер в качестве своего оптического источника, поскольку ему нужен источник света с узкой спектральной шириной. В отличие от этого, когда мы рассматриваем многомодовое оптическое волокно, оно эффективно работает со светодиодом, так как из-за большого диаметра сердечника оно не требует сфокусированный луч;
  • Поскольку размеры одномодовых оптических волокон малы, то их обработка и соединение довольно сложны по сравнению с многомодовыми оптическими волокнами;
  • Распространение только одного светового луча приводит к меньшему затуханию в одномодовом оптическом волокне. Однако из-за многократных отражений световых лучей затухание больше в многомодовом оптическом волокне;
  • Поскольку в одномодовом оптическом волокне меньшее количество потерь, оно может передавать сигнал на большее расстояние по сравнению с многомодовым оптическим волокном. Расстояние передачи одномодовых волокон почти в 50 раз больше по сравнению с многомодовыми волокнами;
  • Одномодовые оптические волокна дешевле по сравнению с многомодовыми оптическими волокнами, но оборудование, для одномодовых оптических волокон является более дорогим по сравнению с оборудованием для многомодовых оптических волокон, что делает использование одномодовых оптических волокон более затратным;
  • Полоса пропускания у одномодового оптического волокна более высокая и составляет около 400 МГц/км, тогда как многомодовое волокно имеет более низкую полосу пропускания, находящаяся в диапазоне 50–60 МГц/км.

Заключение

Как одномодовые, так и многомодовые волокна имеют свои уникальные свойства. Таким образом, их использование зависит от потребностей системы. Главное отличие Одномодового от Многомодового оптического волокна состоит в диаметре световодной жилы, которая в одномодовом оптическом волокне составляет 8-10 мкм, а в многомодовом волокне составляет 50-62,5 мкм. Следует отметить, что длина волны передачи одномодового волокна составляет от 1260 до 1640 нм, а длина волны передачи многомодового волокна — от 850 до 1300 нм.

Источник

Одномодовый и многомодовый волоконно-оптический кабель: отличия и правила выбора

Волоконно-оптические системы связи ведут свою историю с 1960 года, когда был изобретен первый лазер. При этом само оптическое волокно появилось только 10 лет спустя, и сегодня именно оно является физической основой современного интернета.

Оптические волокна, применяемые для передачи данных, имеют принципиально схожее строение. Светопередающая часть волокна (ядро, сердечник или сердцевина) находится в центре, вокруг него располагается демпфер (который иногда называют оболочкой). Задача демпфера – создать границу раздела сред и не дать излучению покинуть пределы ядра.

И ядро, и демпфер изготавливаются из кварцевого стекла, при этом показатель преломления ядра несколько выше, чем показатель преломления демпфера, чтобы реализовать явление полного внутреннего отражения. Для этого достаточно разницы в сотые доли – например, ядро может иметь показатель преломления n1=1.468, а демпфер – значение n2=1.453.

Диаметр ядра одномодовых волокон составляет 9 мкм, многомодовых – 50 или 62.5 мкм, при этом диаметр демпфера у всех волокон одинаков и составляет 125 мкм. Строение световодов в масштабе показано на иллюстрации:

Ступенчатый профиль показателя преломления (stepindex fiber)– самый простой для изготовления световодов. Он приемлем для одномодовых волокон, где условно считается, что «мода» (маршрут распространения света в ядре) одна. Однако для многомодовых волокон со ступенчатым показателем преломления характерна высокая дисперсия, вызванная наличием большого количества мод, что приводит к рассеиванию, «расползанию» сигнала, и в итоге ограничивает расстояние, на котором возможна работа приложений. Минимизировать дисперсию мод позволяет градиентный показатель преломления. Для многомодовых систем настоятельно рекомендуется использовать именно волокна с градиентным показателем преломления (gradedindex fiber), в которых переход от ядра к демпферу не имеет «ступеньки», а происходит постепенно.

Читайте также:  Какого цвета капает с конца

Основной параметр, характеризующий дисперсию и, соответственно, способность волокна поддерживать работу приложений на определенные расстояния – коэффициент широкополосности. В настоящее время многомодовые волокна делятся по этому показателю на четыре класса, от OM1 (которые не рекомендуется применять в новых системах) до наиболее производительного класса OM4.

Класс волокна

Размер ядра/демпфера, мкм

Коэффициент широкополосности,
режим OFL, МГц·км

Примечание

850 нм

1300 нм

OM1

Применяется для расширения ранее установленных систем. Использовать в новых системах не рекомендуется.

OM2

Применяется для поддержки приложений с производительностью до 1 Гбит/с на расстоянии до 550 м.

OM3

Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 2000 МГц·км. Волокно применяется для поддержки приложений с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 300 м.

OM4

Волокно оптимизировано для применения лазерных источников. В режиме RML коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм составляет 4700 МГц·км. Волокно применяется для поддержки приложений с производительностью до 10 Гбит/с на расстоянии до 550 м.

Одномодовые волокна делятся на классы OS1 (обычные световоды, используемые для передачи на длинах волн либо 1310 нм, либо 1550 нм) и OS2, которые можно применять для широкополосной передачи во всем диапазоне от 1310 нм до 1550 нм, поделенном на каналы передачи, или в даже более широком спектре, например, от 1280 до 1625 нм. На начальном этапе выпуска волокна OS2 маркировались обозначением LWP (Low Water Peak), чтобы подчеркнуть, что в них минимизированы пики поглощения между окнами прозрачности. Широкополосная передача в наиболее производительных одномодовых волокнах обеспечивает скорости передачи свыше 10 Гбит/с.

Одномодовый и многомодовый волоконно-оптический кабель: правила выбора

Учитывая описанные характеристики многомодовых и одномодовых волокон, можно привести рекомендации по выбору типа волокна в зависимости от производительности приложения и расстояния, на котором оно должно работать:

для скоростей свыше 10 Гбит/с выбор в пользу одномодового волокна независимо от расстояния

для 10-гигабитных приложений и расстояний свыше 550 м выбор также в пользу одномодового волокна

для 10-гигабитных приложений и расстояний до 550 м также возможно применение многомодового волокна OM4

для 10-гигабитных приложений и расстояний до 300 м также возможно применение многомодового волокна OM3

для 1-гигабитных приложений и расстояний до 600-1100 м возможно применение многомодового волокна OM4

для 1-гигабитных приложений и расстояний до 600-900 м возможно применение многомодового волокна OM3

для 1-гигабитных приложений и расстояний до 550 м возможно применение многомодового волокна OM2

Стоимость оптического световода во многом определяется диаметром ядра, поэтому многомодовый кабель при прочих равных обходится дороже одномодового. При этом активное оборудование для одномодовых систем из-за использования в них мощных лазерных источников (например, лазер Фабри-Перо) стоит существенно дороже активки для многомода, где используются либо относительно недорогие лазеры поверхностного излучения VCSEL либо еще более дешевые светодиодные источники. При оценке стоимости системы необходимо учитывать затраты как на кабельную инфраструктуру, так и на активное оборудование, причем последние могут оказаться существенно больше.

На сегодняшний день сложилась практика выбора оптического кабеля в зависимости от сферы использования. Одномодовое волокно используется:

Читайте также:  Чем определяется цвет яиц

в морских и трансокеанских кабельных линиях связи;

в наземных магистральных линиях дальней связи;

в провайдерских линиях, линиях связи между городскими узлами, в выделенных оптических каналах большой протяженности, в магистралях к оборудованию операторов мобильной связи;

в системах кабельного телевидения (в первую очередь OS2, широкополосная передача);

в системах GPON с доведением волокна до оптического модема, размещаемого у конечного пользователя;

в СКС в магистралях длиной более 550 м (как правило, между зданиями);

в СКС, обслуживающих центры обработки данных, независимо от расстояния.

Многомодовое волокно в основном используется:

в СКС в магистралях внутри здания (где, как правило, расстояния укладываются в 300 м) и в магистралях между зданиями, если расстояние не превышает 300-550 м;

в горизонтальных сегментах СКС и в системах FTTD (fibertothedesk), где пользователям устанавливаются рабочие станции с многомодовыми оптическими сетевыми картами;

в центрах обработки данных в дополнение к одномодовому волокну;

во всех случаях, где расстояние позволяет применять многомодовые кабели. Хотя сами кабели обходятся дороже, экономия на активном оборудовании покрывает эти затраты.

Можно ожидать, что в ближайшие годы волокно OS2 постепенно вытеснит OS1 (его снимают с производства), а в многомодовых системах исчезнут волокна 62.5/125 мкм, поскольку их полностью вытеснят световоды 50 мкм, вероятно, классов OM3-OM4.

Тестирование одномодовых и многомодовых оптических кабелей

После монтажа все установленные оптические сегменты подлежат тестированию. Только измерения, проведенные специальным оборудованием, позволяют гарантировать характеристики установленных линий и каналов. Для сертификации СКС применяются приборы с квалифицированными источниками излучения на одном конце линии и измерителями на другом. Такое оборудование производят компании Fluke Networks, VIAVI, Psiber; все подобные устройства имеют предустановленные базы допустимых оптических потерь в соответствии с телекоммуникационными стандартами TIA/EIA, ISO/IEC и другими. Более протяженные оптические линии проверяют с помощью оптических рефлектометров, имеющих соответствующий динамический диапазон и разрешающую способность.

На этапе эксплуатации все установленные оптические сегменты требуют бережного обращения и регулярного использования специальных чистящих салфеток, палочек и других средств очистки.

Нередки случаи, когда проложенные кабели повреждают, например, при копке траншей или при выполнении ремонтных работ внутри зданий. В этом случае для поиска места сбоя необходим рефлектометр или другой диагностический прибор, основанный на принципах рефлектометрии и показывающий расстояние до точки сбоя (подобные модели есть у производителей Fluke Networks, EXFO, VIAVI, NOYES (FOD), Greenlee Communication и других).

Встречающиеся на рынке бюджетные модели предназначены в основном для локализации повреждений (плохих сварок, обрывов, макроизгибов и т д). Зачастую они не в состоянии провести детальную диагностику оптической линии, выявить все её неоднородности и профессионально создать отчет. Кроме этого, они менее надежны и долговечны.

Качественное оборудование – напротив надежно, способно диагностировать ВОЛС в мельчайших деталях, составить корректную таблицу событий, сгенерировать редактируемый отчет. Последнее крайне важно для паспортизации оптических линий, потому как иногда встречаются сварные соединения с настолько низкими потерями, что рефлектометр не в состоянии определить такое соединение. Но сварка ведь всё равно есть, и ее необходимо отобразить в отчёте. В этом случае программное обеспечение позволяет принудительно установить на рефлектограмме событие и в ручном режиме измерить потери на нем.

Многие профессиональные приборы также имеют возможность расширения функциональных возможностей за счет добавления опций: видеомикроскопа для инспектирования торцов волокон, источника лазерного излучения и измерителя мощности, оптического телефона и др.

Источник

Adblock
detector