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.
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
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.
Смещение нулевой дисперсии в рабочее окно, имеющее минимальное затухание;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 | |
| 850 нм | 1300 нм | |||
| 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.
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
- Технологии, Блог, Силовой кабель, Монтаж
- Кабель, Оптика, Монтаж, Инструкции
Возврат к списку
Санкт-Петербург mail@vionet.
ru
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?
&Центральная точка;
Автор Кэмерон Смит
&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.
