Одномодовое волокно. Одномодовое и многомодовое оптоволокно: ключевые отличия и особенности применения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие основные характеристики имеют одномодовое и многомодовое оптоволокно. В чем заключаются их главные отличия. Для каких целей лучше использовать каждый тип оптоволокна. Как правильно выбрать оптический кабель для конкретного проекта.

Содержание

Что такое одномодовое и многомодовое оптоволокно

Оптоволоконные линии связи используют два основных типа оптических волокон:

Одномодовое (Single Mode, SM)
Многомодовое (Multi Mode, MM)

Главное отличие между ними заключается в способе передачи светового сигнала. В одномодовом волокне распространяется только одна мода (луч) света, а в многомодовом — сразу несколько.

Это приводит к существенным различиям в характеристиках и областях применения этих двух типов оптоволокна. Рассмотрим их подробнее.

Ключевые характеристики одномодового оптоволокна

Основные параметры одномодового оптического волокна:

Диаметр светопроводящей жилы: 8-10 мкм
Диаметр оболочки: 125 мкм
Длины волн: 1310 нм, 1550 нм
Затухание: 0,2-0,5 дБ/км

Дальность передачи без усиления: до 100 км и более
Пропускная способность: до 100 Гбит/с и выше

Как работает передача сигнала в одномодовом волокне? Свет распространяется строго вдоль оси сердцевины, практически не отражаясь от границы с оболочкой. Это обеспечивает минимальное искажение и затухание сигнала.

Особенности многомодового оптоволокна

Характерные параметры многомодового оптического волокна:

Диаметр светопроводящей жилы: 50 или 62,5 мкм
Диаметр оболочки: 125 мкм
Длины волн: 850 нм, 1300 нм
Затухание: 0,7-3,5 дБ/км
Дальность передачи без усиления: до 2 км
Пропускная способность: до 100 Гбит/с на коротких расстояниях

В многомодовом волокне световой сигнал распространяется сразу по нескольким модам (лучам), многократно отражаясь от границы сердцевины и оболочки. Это приводит к большему затуханию и искажению сигнала по сравнению с одномодовым волокном.

Сравнение одномодового и многомодового оптоволокна

Проведем сравнение ключевых характеристик одномодового и многомодового оптоволокна:

Характеристика	Одномодовое	Многомодовое
Диаметр сердцевины	8-10 мкм	50 или 62,5 мкм
Затухание	Ниже (0,2-0,5 дБ/км)	Выше (0,7-3,5 дБ/км)
Дальность передачи	До 100 км и более	До 2 км
Пропускная способность	Выше	Ниже
Стоимость кабеля	Ниже	Выше
Стоимость оборудования	Выше	Ниже

Области применения одномодового оптоволокна

Одномодовое оптоволокно лучше всего подходит для следующих задач:

Магистральные линии связи большой протяженности
Междугородние и международные телекоммуникационные сети
Подводные волоконно-оптические линии связи
Высокоскоростные сети передачи данных
Сети кабельного телевидения
Системы видеонаблюдения на больших расстояниях

Благодаря низкому затуханию и высокой пропускной способности одномодовое волокно позволяет передавать большие объемы данных на значительные расстояния без промежуточного усиления сигнала.

Где применяется многомодовое оптоволокно

Многомодовое оптоволокно оптимально для использования в следующих сферах:

Локальные компьютерные сети
Сети передачи данных внутри зданий
Системы видеонаблюдения на небольших объектах
Промышленные сети передачи данных
Бортовые системы связи на транспорте
Системы автоматизации зданий

Многомодовое волокно обеспечивает высокую скорость передачи данных на коротких расстояниях при более низкой стоимости активного оборудования по сравнению с одномодовым.

Как выбрать подходящий тип оптоволокна

При выборе между одномодовым и многомодовым оптоволокном следует учитывать несколько ключевых факторов:

Требуемая дальность передачи сигнала
Необходимая пропускная способность
Бюджет проекта
Совместимость с имеющимся оборудованием
Перспективы масштабирования сети

Для протяженных линий связи и высокоскоростных магистральных сетей оптимальным выбором будет одномодовое волокно. Для локальных сетей в пределах здания или небольшого объекта лучше подойдет многомодовое.

Стандарты и маркировка оптических волокон

Существует несколько стандартов, определяющих характеристики оптических волокон:

Одномодовые: G.652, G.653, G.654, G.655, G.656, G.657
Многомодовые: OM1, OM2, OM3, OM4, OM5

Маркировка на кабеле обычно включает тип волокна, количество волокон и конструктивные особенности. Например:

SM 9/125 — одномодовое волокно с диаметром сердцевины 9 мкм
MM 50/125 OM3 — многомодовое волокно 50 мкм стандарта OM3

Перспективы развития оптоволоконных технологий

Основные тенденции в развитии оптоволоконных технологий:

Увеличение пропускной способности волокон
Снижение затухания сигнала
Разработка новых типов волокон для специальных применений
Совершенствование технологий мультиплексирования
Создание полностью оптических сетей без преобразования сигнала

Ожидается, что в ближайшие годы пропускная способность оптических линий связи вырастет до нескольких терабит в секунду на одно волокно.

Заключение

Одномодовое и многомодовое оптоволокно имеют свои преимущества и недостатки. Выбор оптимального типа зависит от конкретной задачи и условий применения. Правильный подбор оптического кабеля позволяет создать надежную и высокопроизводительную систему передачи данных.

Одномодовое и многомодовое волокно, особенности и отличия

23.08.2021

В современных волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) и оптоволоконных информационных сетях применяются оптические кабели с одномодовыми и многомодовыми волокнами. Данные типы оптоволокна отличаются по конструкции, характеристикам и функциональным возможностям, что определяет особенности их применения. В этой статье подробно рассмотрим особенности и отличия одномодовых и многомодовых волокон.

На страницах каталога АО «Компонент» представлен широкий выбор качественных одномодовых и мультимодовых волоконно-оптических кабелей по доступным ценам, изготовленных на собственном высокотехнологичном производстве.

Отличия конструкции одномодового и многомодового волокна

Для лучшего понимания конструкции одномодового и многомодового оптоволокна можно представить себе длинный стеклянный стержень, состоящий из сердцевины и оболочки. Продуманное конструктивное решение позволяет создать две физические среды с различными показателями преломления света и обеспечить прохождение световых лучей внутри пространства сердцевины и их полное отражение от границы с оболочкой.

Диаметр сердцевины одномодового волокна составляет 9 микрометров, а многомодового — 50 или 62,5 микрометра. Диаметр оболочки в обоих вариантах равен 125 микрометров. Оболочка покрывается тонким слоем специального лака, улучшающего эксплуатационные параметры оптоволокна.

Оптические волокна изготавливаются из кварцевого стекла, в отдельных случаях из фторцирконата, фторалюмината или халькогенидного стекла. Перспективным направлением считается использование оптоволокна из пластика. Для изготовления сердцевины применяется полиметилметакрилат, а оболочки — фторполимеры.

Распространение света в одномодовом и многомодовом волокне

Световое излучение, формируемое лазерным передатчиком, вводится в стекловолокно двумя способами:

под нулевым углом — одномодовое волокно. Образуется единственная мода, распространяющаяся строго по оси сердцевины без отражений от границы раздела сред;
под небольшим углом — многомодовое волокно. Возникают несколько мод, движущихся по разнообразным траекториям с многократными переотражениями от оболочки и достигающих приемника неодновременно.

Ввод светового излучения в стекловолокно

Под модой подразумевается траектория перемещения светового луча по оптическому стекловолокну. Моды характеризуются фазовой и групповой скоростью. Групповая — это скорость переноса энергии, а фазовая — скорость движения волновой фазы.

Влияние дисперсии и способы ее уменьшения

На качество сигналов, передаваемых по оптоволоконному световоду, сильно влияет дисперсия, представляющая собой рассеяние во времени спектральной или модовой составляющей сигналов. В результате, увеличивается длительность выходных импульсов, которая диктует большие интервалы между передаваемыми сигналами, что значительно ограничивает пропускную способность канала.

Существуют три вида дисперсии:

межмодовая — возникает из-за различного времени прохождения мод по волокну. Актуальна только для многомодового стекловолокна;

хроматическая — появляется из-за зависимости групповой скорости моды от длин волн;

поляризационная — возникает из-за различия скоростей ортогонально поляризованных компонент моды в одномодовом стекловолокне, приводящего к их разделению на выходе.

Отрицательное влияние дисперсии нейтрализуются при помощи изготовления оптоволокна с разным профилем показателей преломления:

ступенчатый — скачкообразные изменения параметров преломления. Рекомендован для изготовления одномодового волокна. При применении этого профиля в мультимодовом оптоволокне наблюдается межмодовая дисперсия, ограничивающая пропускную способность;

градиентный — постепенное возрастание показателей преломления. Возникающая рефракция уменьшает дисперсию, сохраняя начальную форму сигналов. Применяется при производстве обоих типов оптоволокна. Минимизирует межмодовую дисперсию в мультимодовом стекловолокне.

Помимо этого, производится одномодовое волокно параметрами, оптимизированными для уменьшения дисперсии:

с несмещенной дисперсией — оптимизировано для области 1310 нм, характеризующейся нулевой хроматической дисперсией;
со смещенной дисперсией — оптимизировано для области 1550 нм. Смещение нулевой дисперсии в рабочее окно, имеющее минимальное затухание;
с ненулевой смещенной дисперсией — оптимизировано для области 1550 нм. Смещение нулевой дисперсии за пределы рабочего диапазона оптических усилителей EDFA.

Методы борьбы с дисперсией позволяют добиться улучшения характеристик световых импульсов и повышения скорости передачи волоконно-оптических сетей.

Сравнение характеристик одномодового и многомодового волокна

Сравним основные параметры одномодовых и многомодовых волокон, влияющие на сферу их применения:

Параметр	Одномодовое волокно		Многомодовое волокно
	1310 нм	1550 нм	850 нм	1300 нм
Дальность передачи без усиления и регенерации сигнала, км	100		0,5
Максимальная пропускная способность, Гбит/с	до 2000		до 10
Затухание, дБ/км	0,35	0,2	2,7	0,75
Стоимость волокна	дешевле		дороже
Стоимость источника излучения	дороже		дешевле

Можно сделать вывод, что одномодовое волокно оптимально использовать на магистральных ВОЛС и строительства высокоскоростных информационных сетей любого масштаба. Мультимодовое оптоволокно разумно применять на небольших расстояниях при создании локальных кабельных систем.

Классификация одномодового и многомодового волокна

Рассмотрим классы оптического оптоволокна, которые обязательно необходимо учитывать при подборе оптоволоконных кабелей для реализации своего проекта.

Классы многомодового волокна по коэффициенту широкополосности.

Класс	Размер сердцевина/оболочка, мкм	Коэффициент широкополосности, МГц/км		Комментарий
Класс	Размер сердцевина/оболочка, мкм	850 нм	1300 нм	Комментарий
ОМ 1	62,5/125	200	500	Модернизация существующих кабельных систем. Не рекомендовано для нового строительства.
ОМ 2	50/125	500	500	Сети с пропускной способностью до 1 Гбит/с, дальность до 550 м.
ОМ 3	50/125	1500	500	Оптимизация под лазерные передатчики. Сети с пропускной способностью до 10 Гбит/с, дальность до 300 м.
ОМ 4	50/125	3500	500	Оптимизация под лазерные передатчики. Сети с пропускной способностью до 10 Гбит/с, дальность до 550 м.

Классы одномодового волокна.

Характеристики/Класс	OS1	OS2
Стандарт	ITU-T G.652 A/B/C/D	ITU-T G.652 C/D
Рабочая дальность, км	10	100
Затухание, дБ/км	1	0,25
Максимальная пропускная способность	до 10 Гбит/с	до 200 Тбит/с
Особенности	более плотная оболочка

Где купить качественный волоконно-оптический кабель с одномодовым и многомодовым волокном?

Обращайтесь в АО «Компонент» при необходимости покупки качественного волоконно-оптического кабеля с одномодовым и многомодовым волокном по разумной цене. Специалисты компании с удовольствием помогут вам подобрать оптимальный вариант с учетом специфики и технических условий проекта.

Одномодовое или многомодовое волокно?

Ваш город выбран, страница будет перезагружена

Одномодовое или многомодовое волокно?

Главная страница

Статьи

Одномодовое или многомодовое волокно?

Тестирование и ремонт оптоволокна

Параметры и характеристики одномодового оптического волокна со смещенной дисперсией и отсечкой

Одномодовое или многомодовое волокно? Как правильно выбрать и купить оптический кабель. Продажа волоконно-оптического кабеля в СПб.

19.04.2016

4 comments

Зачастую для передачи информации на длительные расстояния вместо медножильного кабеля связи используют волоконно-оптический кабель.

Современные технологии в области передачи информации позволяют проводить сигнал на высочайших скоростях, основываясь на законах оптики. Проводником в оптическом кабеле является тончайшее волокно из чистейшего кварцевого стекла. Качество передачи в таком проводнике на уровень выше по сравнению с медными аналогами, искажения и наводки же в данном варианте, как правило, минимальны. Волоконно-оптический кабель представляет из себя модули с оптическими волокнами в варьируемом количестве в изолирующем материале и защитных оболочках.

Сегодня на рынке кабельно-проводниковой продукции оптический кабель представлен широчайшей линейкой модификаций, поэтому основываясь на конкретных требованиях того или иного проекта, подбирается простая или бронированная модель с определенным количество оптических волокон, с гидрофобным заполнителем или без него, и прочими структурными особенностями.

Оптические кабели подразделяются на несколько подгрупп по различным характеристикам, в т. ч. и по количеству мод. Так можно выделить одномодовое и многомодовое волокно. В свою очередь одномодовые волокна подразделяются на ступенчатые, стандартные SF, волокна со смещенной дисперсией DSF и с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF. Среди многомодовых же можно выделить ступенчатые и градиентные варианты. Каждый тип волокна имеет свои преимущества и недостатки и подходит для эксплуатации в конкретных условиях.
Так, для использования в целях телефонии больше подходят одномодовые оптические волокна, а для компьютерных сетей лучше использовать многомодовые модификации. В одномодовом волокне световая волна условно проходит по одной траектории, диаметр же сердцевины составляет 8-10 мкм. В многомодовом же волокне образуется большее число мод, а диаметр сердцевины составляет 50 или 62.5 мкм. Т.е. основное отличие оптических волокон состоит именно в способе распространения волны в световоде. Многомодовое волокно способно передавать несколько независимых световых сигналов, что крайне практично и эффективно.

Однако прохождение сразу несколько разных мод требует и значительного увеличения диаметра сердечника, что в свою очередь способствует возникновению рассеивания, так называемого явления модовой дисперсии.

В результате дисперсии существенно снижается расстояние передачи сигнала. В итоге пропускная способность многомодового волокна составляет до 2,5 Гбит/с. В одномодовых модификациях волокно имеет меньший диаметр и способно пропускать только одну моду, соответственно и явление модовой дисперсии значительно ниже. Пропускная способность соответственно в данном варианте значительно выше, 10 Гбит/с.

Как правильно выбрать и купить оптический кабель?
Цена на оптический кабель с многомодовыми волокнами ниже стоимости одномодовых модификаций. Применять же многомодовые кабели целесообразно для малых расстояний, одномодовые варианты в свою очередь логично использовать на больших расстояниях. И еще один важный момент, который необходимо учитывать при выборе типа кабеля — это то, что одномодовое волокно более чувствительно к качеству сварки, по сему потери на стыках у таких моделей несколько выше, чем у многомодовых. Опираясь на параметры волокон, их достоинства и недостатки, следует подбирать оптимальный вариант для конкретной линии связи. Грамотно подобранный оптический кабель является залогом быстрой и качественной передачи информации. Купить оптический кабель связи Вы можете в компании

«Вионет» по выгодным ценам. Мы гарантируем высокое качество поставляемой кабельно-проводниковой продукции и предлагаем выгодные условия поставки товара.

Технологии, Блог, Силовой кабель, Монтаж
Кабель, Оптика, Монтаж, Инструкции

Возврат к списку

Многомодовое оптоволокно
против одномодового волокна | Черный ящик
Дом
Черный ящик объясняет
Многомодовое и одномодовое оптоволокно
Многомодовый оптоволоконный кабель
Многомодовый кабель имеет сердцевину большого диаметра, которая пропускает через себя несколько мод света. Это означает, что можно передавать больше типов данных.
Multimode выпускается с двумя размерами ядра и пятью вариантами: 62,5-микронный OM1, 50-микронный OM2, 50-микронный OM3, 50-микронный OM4 и 50-микронный OM5. (OM означает «оптический режим».) Все они имеют одинаковый диаметр оболочки 125 микрон, но 50-микронный оптоволоконный кабель имеет меньшую сердцевину (светонесущую часть волокна).
Хотя все они могут использоваться одинаково, 50-микронные кабели, в частности OM5 и оптимизированные для лазерной обработки OM3 и OM4, обеспечивают большую длину соединения и/или более высокие скорости и рекомендуются для применения в помещениях (магистральных, горизонтальных и внутренних). создание ссылок) и следует учитывать для новых установок. OM3, OM4 и OM5 также можно использовать со светодиодами и лазерными источниками света.
Многомодовые кабели бывают разных цветов, поэтому их легко распознать. OM3 обычно цвета морской волны; OM4 иногда называют Эрикой Вайолет (также известной как Хизер Вайолет в Соединенном Королевстве), чтобы отличить ее от OM3; многомодовое волокно последнего поколения OM5 светло-зеленого цвета.
Одномодовый оптоволоконный кабель
В отличие от многомодового, одномодовый оптоволоконный кабель имеет только один режим распространения: одна длина волны света в сердцевине волокна. Это означает, что между различными длинами волн света нет интерференции или перекрытия, которые могли бы исказить ваши данные на больших расстояниях, как это происходит с многомодовым кабелем.
Одномодовый кабель (OS2) имеет маленькую (8–10 микрон) стеклянную жилу, которая намного меньше, чем у многомодового, и имеет только один путь распространения света или способ распространения. (OS означает оптический одномодовый.) Поскольку через сердцевину проходит свет только с одной длиной волны, одномодовое волокно перенаправляет свет к центру сердцевины, а не просто отражает его от края сердцевины, как это делает многомодовое волокно. OS1 применяется к кабелю с плотной буферизацией внутри предприятия, тогда как OS2 применяется к кабелям со свободной трубкой.
Одномодовый кабель почти всегда желтого цвета, поэтому его легко идентифицировать.

Расстояние между многомодовым волокном и одномодовым волокном
Многомодовое волокно имеет гораздо более короткое максимальное расстояние, чем одномодовое волокно, что делает его хорошим выбором для помещений. Одномодовое волокно может проходить до 40 км и более без ущерба для сигнала, что делает его идеальным для приложений большой протяженности.

Вывод: сравнение многомодового оптоволоконного кабеля с одномодовым
Правильный выбор оптоволоконного кабеля зависит от того, что вам нужно для конкретного приложения.
Многомодовое волокно идеально подходит для приложений с меньшей пропускной способностью и более коротких расстояний, таких как общие приложения для передачи данных и голоса, такие как добавление сегментов в существующую сеть. Это связано с более низкой пропускной способностью и более коротким максимальным расстоянием.
Одномодовое волокно идеально подходит для дальних сетей с высокой пропускной способностью, распределенных по обширным территориям, включая кабельное телевидение, магистральные сети кампуса, телекоммуникации и приложения для крупных предприятий. Это связано с его высокой пропускной способностью и максимальным расстоянием 40 км и более.
Параметры производительности передачи по оптоволоконному кабелю:
Волоконно-оптические патч-кабели
Выполнение высокоскоростных подключений к сетевому оборудованию Ethernet.
Волоконно-оптические кабели
Волоконно-оптический кабель, обрезанный до нужной длины.
Одномодовое или многомодовое оптоволокно.
.. В чем разница?
1 августа 2020 г.
&Центральная точка;
Автор Кэмерон Смит
1 августа 2020 г.
&Центральная точка;
Автор Кэмерон Смит
В чем разница между одномодовым и многомодовым волокном? Что еще более важно, какой кабель я должен использовать в своей установке?
Это два наиболее частых вопроса, которые нам задают интеграторы при проектировании оптоволоконных сетей. В некоторых случаях ответ прост: любой кабель, проложенный перед модемом, должен быть одномодовым. Но если вы используете сеть, безопасность или аудио/видео ссылки, ответ может быть немного сложнее. В этой статье рассматриваются различия.

Различия в конструкции
Сначала основы. … одномодовое волокно предназначено для распространения одной световой моды, тогда как многомодовое поддерживает несколько одновременных световых мод. Эта разница влияет на полосу пропускания, расстояние передачи сигнала и стабильность сигнала, которые мы рассмотрим позже.
Кроме того, одномодовые и многомодовые кабели имеют разную конструкцию. Диаметр оптического сердечника одномодового кабеля составляет 9 мкм, а диаметр оптического сердечника современного многомодового кабеля — 50 мкм, хотя более старые оптоволоконные кабели (в частности, кабели с рейтингом OM1) имеют сердечник 62,5 мкм.
Меньший размер сердечника в одномодовом режиме приводит к меньшему затуханию и, следовательно, к большим расстояниям передачи и большей полосе пропускания. Физика проста: меньшая труба означает меньшее отражение сигнала.

Различия в пропускной способности
Если для вас важна пропускная способность — а она должна быть — однорежимный режим является явным победителем. Одномодовые кабели поддерживают более яркие и мощные источники света с меньшим затуханием. Кроме того, один световой режим обеспечивает теоретически неограниченную пропускную способность.
Многомодовый, с другой стороны, основан на передаче нескольких режимов освещения с меньшей яркостью и более высоким затуханием. Это ограничивает пропускную способность и приводит к пяти классам многомодового волокна, каждое из которых имеет разную пропускную способность и дальность действия. Как правило, кабельная и сетевая электроника в отрасли оценивается следующим образом:

Различия в дальности
Дальность передачи по оптоволокну в значительной степени зависит от электроники и ее светоотдачи, но на практике мы видим, что одномод также превосходит многомод. Одномодовое волокно поддерживает передачу на короткие и большие расстояния независимо от полосы пропускания сигнала и/или разрешения (например, видео 1080p, 4K и 8K). Большинство электронных устройств могут передавать данные на расстояние до 10 км (6,2 мили) по стандартному одномодовому кабелю.
Multimode, с другой стороны, имеет гораздо более короткое максимальное расстояние передачи, на которое влияет класс кабеля, как показано в приведенной выше таблице. Обычно мы находим максимальное расстояние между 300–550 м (1000–1800 футов).

Различия в стоимости
Учитывая явные преимущества одномодового волокна, как указано выше, можно подумать, что одномодовые кабели будут дороже, чем многомодовые. И это удивительно не так.
Одномодовое волокно более эффективно в производстве, что позволяет сэкономить в среднем 30 % по сравнению с многомодовым волокном.
Загвоздка в том, что одномодовая электроника, как правило, стоит дороже из-за более сильных источников света и более сложных оптических процессоров. Фактическая стоимость зависит от устройства и производителя; однако 30%, как правило, являются средней разницей в стоимости.

Выбор кабеля
Так что же лучше? Одномодовое или многомодовое волокно? Ну, они разные. .. Одномодовый кабель дешевле, поддерживает более высокую пропускную способность и большие расстояния; однако стоимость электроники выше.
На практике мы видим, что все больше интеграторов выбирают одномодовый режим вместо многомодового для создания предпроводных сетей, сетей, распределения аудио- и видеосигналов, обеспечения безопасности, вещания и большинства других приложений.
Большинство электронных устройств поддерживает любой тип кабеля при условии, что используется соответствующий модуль приемопередатчика и соблюдаются ограничения по расстоянию, хотя всегда лучше проверить предполагаемое устройство перед подключением кабеля.
Электроника и корпуса TechLogix совместимы как с одномодовым, так и с многомодовым волокном.
Кроме того, все инструменты TechLogix, включая наборы для подключения и тестирования, совместимы как с одномодовым, так и с многомодовым режимом.
Соединители, соединители и адаптеры зависят от типа кабеля.
Какой бы кабель вы ни выбрали, имейте в виду, что одномодовые и многомодовые кабели не должны подключаться пассивно.