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Singlemode-Fasern
In der faseroptischen Kommunikation ist eine optische Singlemode-Faser eine optische Faser, die dafür ausgelegt ist, nur eine einzige Lichtmode, die Transversalmode, zu übertragen . Single-Mode-Fasern erreichen große Übertragungskapazitäten, transportieren kohärentes Licht und halten den Polarisationszustand über eine längere Distanz aufrecht und können für eine Vielzahl von Sensoranwendungen verwendet werden.
Singlemode-Lichtwellenleiter können sich auch als Fundamental- oder Monomode-Faser, Uni-Mode-Faser oder Singlemode-Lichtwellenleiter bezeichnen. Singlemode-Glasfaser bietet Benutzern eine höhere Übertragungsrate sowie eine fast 50-mal längere Distanz im Vergleich zu Multimode-Glasfasern. In dieser Hinsicht erfordern Einmodenfasern Einmodensender, die Festkörperlaserdioden verwenden. Die Kosten für diese Sendeausrüstung können 5- bis 6-mal höher sein als die von Multimode-Geräten.
Die optische Faser selbst besteht aus drei wichtigsten Teilen, dem Kern, dem Mantel und der Beschichtung oder Puffer. Der zentralste Teil ist der Kern, durch den das Licht wandert. Singlemode-Glasfaserkabel haben einen Kern mit kleinem Durchmesser, der nur die Ausbreitung eines Lichtstrahls ermöglicht. Auch aufgrund des Einzelkerns in der Singlemode-Faser sind die Lichtreflexionen geringer und somit die Dämpfung geringer, wodurch das Lichtsignal am anderen Ende schneller erreicht wird. Es ist auch wichtig zu beachten, dass eine Singlemode-Faser mit einem idealen kreisförmigen Kern keine Polarisationsdispersion aufweist.
Singlemode-Fasern können in Abhängigkeit von Betriebswellenlängen, Entfernung und Übertragungsstreckenarchitektur klassifiziert werden, die verschiedene Verstärkungsverfahren umfassen. Zu den Arten von Singlemode-Fasern gehören:
- Standard-Singlemode-Faser (G.652)
- Cutoff verschobene Faser (G.654)
- Faser mit niedrigem Wasserpeak (G.652)
- Dispersionsverschobene Faser (G.653)
- Nicht null dispersionsverschobene Faser (G.655).
Was Sie über Singlemode-Fasern wissen müssen
- Singlemode-Glasfaserkabel haben einen Kern mit kleinem Durchmesser, der nur die Ausbreitung eines Lichtstrahls ermöglicht. Der Kern hat normalerweise einen Durchmesser zwischen 8 und 10 Mikrometer.
- Aufgrund des Einzelkerns in der Singlemode-Faser sind die Lichtreflexionen geringer und somit die Dämpfung geringer, wodurch das Lichtsignal am anderen Ende schneller erreicht wird.
- Die Signalübertragungskapazität in Singlemode-Fasern ist geringer.
- Singlemode-Fasern eignen sich für die Fernkommunikation und für die Übertragung von Signalen mit hoher Bandbreite mit Hilfe von Laserdioden als Ausrüstung für optische Übertragungssysteme.
- Singlemode-Stufenindexfasern haben einen geringeren Kerndurchmesser (<10 µm) und der Unterschied zwischen den Brechungsindizes des Kerns und des Mantels ist sehr gering.
- Bei Singlemode-Fasern gibt es keine Signalstreuung und Verzerrung.
- Singlemode-Fasern bieten eine höhere Leistung, aber der Aufbau des Netzwerks ist relativ teuer.
- Breitband-Radiofrequenz (RF)-Signale können über ein Singlemode-Glasfaserkabel übertragen werden.
- Hauptanwendungen von Singlemode sind CATV, Telcos, Universitäten sowie Collagen.
- Singlemode-Fasern haben normalerweise eine gelbe Farbe.
Multimode-Fasern
Multimode-Glasfaser ist eine Art von Glasfaser, die hauptsächlich für die Kommunikation über kurze Distanzen verwendet wird, z. B. innerhalb eines Gebäudes oder auf dem Campus. Multimode-Links können für Datenraten bis 100 Gbit/s verwendet werden. Multimode-Glasfaserkabel bestehen aus Glasfasern und haben einen Kern mit großem Durchmesser, der die Ausbreitung mehrerer Lichtmodi ermöglicht. Aus diesem Grund erhöht sich die Anzahl der Lichtreflexionen, die beim Durchgang des Lichts durch den Kern erzeugt werden, wodurch mehr Daten gleichzeitig passieren können.
Aufgrund eines relativ großen lichttragenden Kerns von normalerweise 62,5 Mikrometern sind die Lichtreflexionen in Multimode-Fasern jedoch höher und daher ist die Dämpfung höher, was dazu führt, dass das Lichtsignal das andere Ende langsamer erreicht. In dieser Hinsicht eignen sich Multimode-Fasern aufgrund der großen Dispersion und Dämpfung für die Kommunikation über kurze Distanzen mit LED-basierten faseroptischen Geräten. Multimode ermöglicht Übertragungsentfernungen von bis zu etwa 10 Meilen und ermöglicht die Verwendung relativ kostengünstiger faseroptischer Sender und Empfänger.
Es gibt zwei Haupttypen von Multimode-Fasern, darunter Stufenindex- und Gradientenindex-Multimode-Fasern. Andere Typen umfassen OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5, die sich in Bezug auf Kerndurchmesser und Bandbreite unterscheiden.
Was Sie über Multimode-Fasern wissen müssen
- Multimode-Glasfaserkabel haben einen Kern mit großem Durchmesser, der die Ausbreitung mehrerer Lichtmodi ermöglicht. Der Kern hat normalerweise einen Durchmesser von 62,5 Mikrometer oder mehr.
- Aufgrund mehrerer Kerne in Multimode-Fasern sind die Lichtreflexionen stärker und daher ist die Dämpfung höher, wodurch das Lichtsignal langsamer das andere Ende erreicht.
- Die Signalübertragungskapazität ist mehr in Multimode-Fasern.
- Aufgrund der großen Dispersion und Dämpfung eignen sich Multimode-Fasern für die Kommunikation über kurze Distanzen mit LED-basierten faseroptischen Geräten.
- Multimode-Stufenindexfasern haben einen größeren Kerndurchmesser (50 bis 200 µm) und der Unterschied zwischen den Brechungsindizes von Kern und Mantel ist groß.
- Bei Multimode-Fasern kommt es zu Signalverzerrungen und -dispersionen.
- Die Herstellung der Multimode-Faser ist kostspieliger, jedoch ist die Bereitstellung des Netzwerks relativ kostengünstig.
- Breitband-Hochfrequenzsignale (HF) können nicht über Multimode-Glasfaserkabel übertragen werden.
- Multimode-Glasfaser wird für die Kurzstreckenkommunikation hauptsächlich für video-/audio-/datenbasierte drahtlose LAN-Anwendungen verwendet.
- Die Farbe von Multimode-Fasern hängt vom Fasertyp ab. OM1- und OM2-Fasern sind normalerweise orange, OM3 aqua, OM4 aqua oder pink und OM5 hellgrün.
Lesen Sie auch: Unterschied zwischen Step-Index-Faser und Graded-Index-Faser
Unterschied zwischen Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | SINGLE MODE FASERN | MULTIMODE-FASER |
| Durchmesser | Singlemode-Glasfaserkabel haben einen Kern mit kleinem Durchmesser, der nur die Ausbreitung eines Lichtstrahls ermöglicht. | Multimode-Glasfaserkabel haben einen Kern mit großem Durchmesser, der die Ausbreitung mehrerer Lichtmodi ermöglicht. |
| Dämpfung | Aufgrund des Einzelkerns in der Singlemode-Faser sind die Lichtreflexionen geringer und somit die Dämpfung geringer, wodurch das Lichtsignal am anderen Ende schneller erreicht wird. | Aufgrund mehrerer Kerne in Multimode-Fasern sind die Lichtreflexionen stärker und daher ist die Dämpfung höher, wodurch das Lichtsignal langsamer das andere Ende erreicht. |
| Übertragungskapazität | Die Signalübertragungskapazität in Singlemode-Fasern ist geringer. | Die Signalübertragungskapazität ist mehr in Multimode-Fasern. |
| Eignung | Singlemode-Fasern eignen sich für die Fernkommunikation und für die Übertragung von Signalen mit hoher Bandbreite mit Hilfe von Laserdioden als Ausrüstung für optische Übertragungssysteme. | Aufgrund der großen Dispersion und Dämpfung eignen sich Multimode-Fasern für die Kommunikation über kurze Distanzen mit LED-basierten faseroptischen Geräten. |
| Durchmesser des Kerns | Singlemode-Stufenindexfasern haben einen geringeren Kerndurchmesser (<10 µm) und der Unterschied zwischen den Brechungsindizes des Kerns und des Mantels ist sehr gering. | Multimode-Stufenindexfasern haben einen größeren Kerndurchmesser (50 bis 200 µm) und der Unterschied zwischen den Brechungsindizes von Kern und Mantel ist groß. |
| Signalstreuung und Verzerrung | Bei Singlemode-Fasern gibt es keine Signalstreuung und Verzerrung. | Bei Multimode-Fasern kommt es zu Signalverzerrungen und -dispersionen. |
| Kosten | Singlemode-Fasern bieten eine höhere Leistung, aber der Aufbau des Netzwerks ist relativ teuer. | Die Herstellung der Multimode-Faser ist kostspieliger, jedoch ist die Bereitstellung des Netzwerks relativ kostengünstig. |
| Breitband-Hochfrequenz (RF) | Breitband-Radiofrequenz (RF)-Signale können über ein Singlemode-Glasfaserkabel übertragen werden. | Breitband-Hochfrequenzsignale (HF) können nicht über Multimode-Glasfaserkabel übertragen werden. |
| Anwendung | Hauptanwendungen von Singlemode sind CATV, Telcos, Universitäten sowie Collagen. | Multimode-Glasfaser wird für die Kurzstreckenkommunikation hauptsächlich für video-/audio-/datenbasierte drahtlose LAN-Anwendungen verwendet. |
| Typen | Standard-Singlemode-Faser (G.652), Cutoff-verschobene Faser (G.654), Low-Water-Peak-Faser (G.652), Dispersionsverschobene Faser (G.653) und Nicht-Null-Dispersionsverschobene Faser (G.655). | Stufenindex- und Gradientenindex-Multimode-Fasern. Andere Typen sind OM1, OM2, OM3, OM4 und OM5 |
| Farbe | Singlemode-Fasern haben normalerweise eine gelbe Farbe. | OM1- und OM2-Fasern sind normalerweise orange, OM3 aqua, OM4 aqua oder pink und OM5 hellgrün. |