Wat is het verschil tussen single-mode en multimode glasvezelkabels?

Glasvezelkabels zijn cruciale componenten in moderne communicatienetwerken, waardoor snelle datatransmissie over lange afstanden mogelijk is. Omdat bedrijven en particulieren steeds meer op snel vertrouwen, betrouwbare internetverbindingen, glasvezeltechnologie is uitgegroeid tot de gouden standaard voor gegevensoverdracht. Er zijn twee hoofdtypen glasvezelkabels die de markt domineren: enkele modus en multimode glasvezelkabels.

Het begrijpen van de verschillen tussen deze twee soorten glasvezel is essentieel voor het nemen van weloverwogen beslissingen over netwerkinfrastructuur, aangezien elk zijn sterke en zwakke punten heeft, afhankelijk van de specifieke toepassing. Dit artikel VERI Cable duikt erin de belangrijkste verschillen tussen single-mode en multimode glasvezelkabels, het onderzoeken van factoren zoals ontwerp, prestatie, kosten, en gebruiksscenario's.

1. Wat is glasvezeltechnologie?

Voordat u single-mode en multimode vezels vergelijkt, het is essentieel om de basisprincipes van glasvezeltechnologie te begrijpen.

Glasvezelkabels verzenden gegevens met behulp van lichtsignalen in plaats van elektrische stromen. Ze bestaan ​​uit dunne strengen glas of plastic (de kern), omgeven door een bekleding die licht in de kern reflecteert. Dit proces, genaamd totale interne reflectie, zorgt ervoor dat lichtsignalen lange afstanden kunnen afleggen met minimaal krachtverlies. Glasvezelkabels staan ​​bekend om hun vermogen om hogere bandbreedtes te bieden, verminderde interferentie, en een groter zendbereik dan traditionele koperkabels.

2. Singlemode glasvezelkabel

2.1 Ontwerp en structuur

Single-mode glasvezel (SMF) is genoemd naar zijn vermogen om lichtsignalen langs één pad te transporteren, of modus, tegelijk. Dit wordt bereikt door een kern te gebruiken met een extreem kleine diameter, meestal rond 8 tot 10 micron. De bekleding die de kern omringt is over het algemeen 125 micron, wat standaard is voor de meeste glasvezelkabels.

De kleine kerngrootte beperkt het aantal lichtreflecties, vermindering van de demping (signaal verlies) en ervoor zorgen dat signalen verder kunnen reizen zonder verslechtering. In single-mode vezels, licht wordt in een rechte lijn door de kern doorgelaten, wat resulteert in minder signaalvervormingen en een hogere kwaliteit van de gegevensoverdracht over langere afstanden.

2.2 Prestatie

Single-mode vezels zijn ontworpen voor communicatie op lange afstand. Omdat ze signaalverlies en vervorming minimaliseren, ze kunnen gegevens verzenden over afstanden tot wel 100 kilometer of meer zonder de noodzaak van signaalversterkers (versterkers). Deze vezels werken doorgaans in de 1310 nm en 1550 nm golflengtebereiken.

De belangrijkste voordelen zijn onder meer:

• Hoge bandbreedte: Single-mode glasvezel kan vrijwel onbeperkte bandbreedte ondersteunen, waardoor het ideaal is voor veeleisende toepassingen zoals internet-backbone-infrastructuur en telecommunicatie.
• Minimaal signaalverlies: Door minder reflecties in de kern, signaalverlies wordt aanzienlijk verminderd.
• Lange afstand: Single-mode vezels zijn de beste keuze voor langeafstandsnetwerken, steden en regio’s met elkaar verbinden.

Echter, Single-mode glasvezel vereist doorgaans meer geavanceerde lichtbronnen, zoals lasers, en de installatie ervan kan duurder zijn in vergelijking met multimode-vezels.

2.3 Toepassingen

Single-mode glasvezel heeft de voorkeur:

• Telecommunicatie: Langeafstandstelefoonlijnen en internetdiensten zijn afhankelijk van single-mode vezels vanwege hun vermogen om gegevens over lange afstanden te verzenden zonder frequente signaalversterking.
• Kabeltelevisie (sommige): Gebruikt in netwerken met hoge capaciteit voor het leveren van televisie- en internetdiensten aan grote gebieden.
• Datacentra: Wordt steeds vaker gebruikt in grote datacenters waar hoge bandbreedte en lange transmissieafstanden zijn noodzakelijk.

3. Multimode glasvezelkabel

3.1 Ontwerp en structuur

Multimode glasvezel (MMF) dankt zijn naam omdat het lichtsignalen langs meerdere paden kan transporteren, of modi, tegelijkertijd. De kern van een multimode vezel is aanzienlijk groter dan die van een single-mode vezel, typisch rond 50 tot 62.5 micron in diameter. De grotere kern maakt meerdere lichtsignalen mogelijk (of modi) in één keer te verspreiden.

Dit ontwerp, terwijl tegelijkertijd meer gegevens door de kabel kunnen reizen, introduceert meer signaalreflecties en modale spreiding (verspreiding van lichtpulsen), wat leidt tot een hoger signaalverlies over langere afstanden. Echter, voor korte afstanden, multimode glasvezel presteert efficiënt en is kosteneffectief.

3.2 Prestatie

Multimode-vezels zijn geoptimaliseerd voor communicatie op korte afstand, doorgaans minder dan 2 kilometer, en worden vaak gebruikt in omgevingen zoals lokale netwerken (LAN's) en datacentra waar snelle datatransmissie over kortere afstanden nodig is.

Belangrijke kenmerken zijn onder meer:

• Matige bandbreedte: Terwijl multimode-vezels minder bandbreedte bieden dan single-mode-vezels, ze ondersteunen nog steeds hogesnelheidstransmissie voor korte afstanden.
• Hoger signaalverlies: Vanwege meerdere lichtmodi die door de kern reizen, er is een grotere spreiding en signaalverlies, het beperken van de afstand waarover multimode glasvezel gegevens kan verzenden zonder versterking.
• Golflengten: Multimode-vezels werken doorgaans op 850 nm en 1300 nm golflengten.

Een van de voordelen van multimode glasvezel is dat er goedkopere lichtbronnen kunnen worden gebruikt, zoals LED's, making the initial cost lower than that of single-mode fiber. Echter, the signal quality degrades more quickly with distance, making it less suitable for long-haul transmission.

3.3 Toepassingen

Multimode fiber is commonly used in:

• Enterprise Networks: Ideal for use in office buildings and campuses where connections between buildings or floors do not require long distances.
• Datacentra: Often used for short-distance data transmission within data centers, connecting servers, opslag, and networking equipment.
• LAN's: Used to connect computers and devices within a localized area, such as a business or academic institution.

4. Comparison Between Single-Mode and Multimode Fiber Optic Cables

Functie	Single-Mode Fiber	Multimode Fiber
Core Size	8-10 micron	50-62.5 micron
Wavelength	1310 nm, 1550 nm	850 nm, 1300 nm
Distance	Up to 100 km or more	Up to 2 km
Bandwidth	Virtually unlimited	Hoog, but limited compared to single-mode
Kosten	Higher due to expensive light sources and equipment	Lower installation cost
Toepassingen	Telecommunicatie over lange afstanden, sommige, datacentra	LAN's, datacentra, campusnetwerken
Lichtbron	Laser	LED of VCSEL
Verzwakking	Laag (minder signaalverlies)	Hoger (meer signaalverlies)

4.1 Bandwidth

Een van de belangrijkste verschillen tussen single-mode en multimode-vezels is de bandbreedte die ze kunnen ondersteunen. Single-mode vezels aanbod vrijwel onbeperkte bandbreedte omdat ze licht via één enkele modus uitzenden. In tegenstelling tot, multimode vezels ondersteunen een hoge bandbreedte voor korte afstanden, maar hebben last van modale spreiding, waardoor de bandbreedte over langere afstanden wordt beperkt.

4.2 Distance

Single-mode vezels zijn ontworpen voor langeafstandscommunicatie, met de mogelijkheid om gegevens over te dragen 100 km or more zonder significante signaalverslechtering. Multimode vezels, aan de andere kant, zijn beperkt tot ongeveer 2 kilometer vanwege hun grotere kern en modale spreiding.

4.3 Kosten

De kosten zijn een belangrijke factor bij de keuze tussen single-mode en multimode-vezels. Single-mode vezels vereisen duurdere lichtbronnen (lasers) en zendontvangers, waardoor de totale installatie- en apparatuurkosten hoger worden. Multimode vezels, daarentegen, zijn goedkoper te installeren omdat ze goedkopere lichtbronnen gebruiken, zoals LED's of oppervlakte-emitterende lasers met verticale holte (VCSEL's). Echter, de lagere initiële kosten gaan gepaard met compromissen in de prestaties, vooral over langere afstanden.

4.4 Verzwakking en verspreiding

Verzwakking verwijst naar signaalverlies over afstand. In single-mode vezels, de demping is minimaal vanwege het enkele lichtpad, waardoor het signaal langere afstanden kan afleggen zonder verslechtering. In tegenstelling tot, multimode vezels lijden aan een hogere demping omdat er meerdere lichtpaden zijn (modi) met elkaar interfereren.

Dispersie, specifiek modale spreiding, is een andere sleutelfactor. Single-mode vezels ervaren zeer weinig spreiding, omdat het lichtsignaal slechts één pad kan volgen. In multimode vezels, modale spreiding kan ervoor zorgen dat lichtpulsen zich verspreiden terwijl ze door de kabel reizen, wat leidt tot signaalvervorming over langere afstanden.

5. Welke moet je kiezen: Single-mode of multimode glasvezelkabel?

De keuze tussen single-mode en multimode glasvezelkabels hangt van verschillende factoren af, inclusief de beoogde toepassing, vereiste transmissieafstand, en begroting.

• Voor toepassingen over lange afstanden: Als uw netwerk gegevens over lange afstanden moet verzenden, zoals tussen steden of in grote telecommunicatienetwerken, single-mode glasvezel is een duidelijke keuze. Het biedt hogere prestaties over lange afstanden, maar met hogere initiële kosten.
• Voor korte afstand, toepassingen met hoge snelheid: Als uw netwerk snelle gegevensoverdracht vereist, maar binnen een beperkt geografisch gebied werkt, zoals een campus of datacenter, multimode glasvezel biedt een kosteneffectieve oplossing. De goedkopere installatiekosten maken het een aantrekkelijke optie voor LAN's, ook al zijn de afstandsmogelijkheden beperkt in vergelijking met single-mode vezels.
• Denk aan toekomstige schaalbaarheid: Als de toekomstige bandbreedtevereisten waarschijnlijk zullen toenemen, en uw netwerk kan zich over langere afstanden uitbreiden, investeren in single-mode glasvezel kan voordelen op lange termijn bieden, ook al is de initiële investering hoger.

Zowel single-mode als multimode glasvezelkabels hebben hun voor- en nadelen, en de beslissing welke u wilt gebruiken, hangt af van de specifieke behoeften van uw netwerk.