Verschillen tussen optische vezels met één modus en multi-mode

Verschillen tussen optische vezels met één modus en multi-mode

Op basis van het aantal transmissiemodi kunnen optische vezels worden ingedeeld in single-mode en multi-mode vezels. De term 'modus ' verwijst naar een lichtstraal die de vezel binnenkomt met een bepaalde hoeksnelheid. Single-modus vezels gebruiken lasers in vaste toestand als lichtbronnen, terwijl multi-modus vezels lichtemitterende diodes (LED's) gebruiken. Multi-modus vezels laten meerdere lichtstralen zich tegelijkertijd voortplanten, wat resulteert in modusdispersie (omdat elke 'modus ' van licht de vezel onder verschillende hoeken binnenkomt, komen ze aan het andere uiteinde aan het andere uit, een kenmerk die bekend staat als modusverspreiding). Deze modusdispersietechnologie beperkt de bandbreedte en afstand van multi-mode vezels. Daarom hebben multi-modus vezels dikkere kernen, lagere transmissiesnelheden, kortere afstanden en algehele slechtere transmissieprestaties, maar ze zijn minder duur en worden over het algemeen gebruikt in omgevingen waar gebouwen dicht bij elkaar of op aangrenzende geografische locaties zijn. Single-modus vezels laten slechts één lichtstraal zich voort, zodat ze geen modusdispersiekenmerken hebben. Bijgevolg hebben single-mode vezels fijnere kernen, bredere transmissiebandbreedtes, langere transmissie-afstanden, maar ze vereisen laserbronnen, die duurder zijn en meestal worden gebruikt tussen gebouwen of in gedispergeerde geografische gebieden.    

Optische vezels met één modus gebruiken een enkele lichtgolf voor transmissie en gebruik solid-state lasers als de lichtbron. Hierdoor kan de vezel hoge bandbreedte en overdracht op lange afstand ondersteunen als gevolg van minimale modale dispersie. Deze vezels hebben een kleine kerndiameter, meestal rond 9 micrometer, wat de mogelijkheid van signaalafbraak over lange afstanden aanzienlijk vermindert. Single-modus vezels zijn ideaal voor telecommunicatie en CATV-netwerken vanwege hun hoge capaciteit en betrouwbaarheid over uitgebreide afstanden. De precisie die nodig is bij de productie en het gebruik van dure lasers maakt echter single-mode vezels duurder dan multi-mode vezels.

Multi-mode optische vezels, daarentegen, laten meerdere lichtgolven zich tegelijkertijd voortplanten. Ze gebruiken meestal licht-emitterende diodes (LED's) of laserdioden als de lichtbron. De kerndiameter van multi-modus vezels is groter, meestal tussen 50 of 62,5 micrometer, die de transmissie van meerdere modi vergemakkelijkt. Dit leidt echter ook tot modale dispersie, waardoor de bandbreedte en de transmissieafstand van de vezel wordt beperkt. Multi-modus vezels worden over het algemeen gebruikt voor kortere afstanden, zoals binnen gebouwen of campusinstellingen, vanwege hun lagere kosten en gebruiksgemak met LED-bronnen.

Vergelijking:

Lichtbron: single-mode vezels gebruiken lasers, terwijl multi-mode vezels LED's gebruiken.

Bandbreedte: single-mode vezels bieden een hogere bandbreedte.

Transmissieafstand: Single-modus vezels zijn geschikt voor langere afstanden.

Toepassingen: single-mode vezels worden gebruikt in telecommunicatie over lange afstand, terwijl multi-mode vezels de voorkeur hebben voor korte-afstandscommunicatie binnen gebouwen of campussen.

Concluderend hangt de keuze tussen optische vezels met één modus en multi-mode af van de specifieke vereisten van de toepassing, inclusief afstand, bandbreedte en budgetbeperkingen.