Nie będzie chyba przesadą, jeśli stwierdzimy, że światłowód powoli zmienia świat. Znalazł on swoje zastosowanie nie tylko w telekomunikacji, gdzie służy do dostarczania superszybkiego Internetu, ale trafił też do medycyny, przemysłu, oświetlenia, czy sensoryki. Obecnie na rynku znajdziemy dwa rodzaje kabla światłowodowego: światłowód jednomodowy oraz światłowód wielomodowy. W tym artykule sprawdzimy, jakie są różnice tych dwóch technologii, po czym podpowiemy, jak rozpoznać światłowód jednomodowy i wielomodowy.
Jak działa światłowód?
Zanim przejdziemy do omawiania różnic pomiędzy światłowodem jednomodowym a wielomodowym, musimy w kilku słowach wyjaśnić jak w ogóle działa światłowód.
Włókna światłowodowe zbudowane są z 3 głównych części:
- rdzenia, w którym porusza się światło,
- płaszcza zapewniającego całkowite wewnętrzne odbicie światła,
- bufora chroniącego wewnętrzne elementy światłowodu przed uszkodzeniem.
Wiązka (inaczej mod) bądź kilka wiązek światła zostaje “wpuszczona” do światłowodu, gdzie dzięki odpowiedniemu współczynnikowi załamania płaszcza zostaje uwięziona na zawsze. Następnie wiązki światła poruszają się z prędkością 200 000 km/s (czyli wolniej niż w próżni) aż docierają do odbiornika, który zamienia je z powrotem na dane komputerowe.
Podczas swojej podróży wiązki światła w światłowodzie ulegają ciągłym zaburzeniem. Przez małe niedoskonałości w budowie światłowodu, bardzo często dochodzi do zjawiska tłumienia polegającego na utracie mocy optycznej światła. Właśnie dlatego, zasięg światłowodów jest ograniczony do 50-100 km i aby go wydłużyć, inżynierowie stosują specjalne wzmacniacze optyczne.
Światłowód jednomodowy, a wielomodowy — różnice
Główną różnicą pomiędzy światłowodem jednomodowym a wielomodowym jest sposób transmitowania światła. Tak jak podpowiada sama nazwa, przez światłowód jednomodowy przepuszczona zostaje tylko jedna wiązka światła, natomiast w światłowodzie wielomodowym takich wiązek widzimy wiele.
Z pozoru mogłoby się wydawać, że większa liczba modów będzie oznaczała lepszą wydajnością. Niestety, jest zupełnie odwrotnie. W światłowodzie wielomodowym występuje bowiem rozmycie sygnału, które znacznie ogranicza maksymalną długość i przepustowość światłowodu. Powodem takiego zachowania będzie różnica w czasie docierania poszczególnych wiązek światła do odbiornika — każdy mod odbija się pod odrobinę innym kątem, przez co pokonuje odpowiednio krótszą lub dłuższą trasę. Światłowód jednomodowy nie ma takich problemów, dlatego może pokonywać o wiele dłuższe dystanse. Zasięg transmisji dla światłowodu jednomodowego bez regeneracji wynosi ok. 120 km. Światłowód wielomodowy ma dużo mniejszy zasięg zamykający się w okolicach 2 km.
Poza aspektami technicznymi światłowód jednomodowy i wielomodowy różnią się też cechami konstrukcyjnymi. Typowa średnica rdzenia w światłowodzie jednomodowym to zaledwie 9 µm. Światłowód wielomodowy ma zazwyczaj rdzeń o grubości 50 µm lub 62,5 µm.
Mimo wszystkich swoich wad (w porównaniu ze światłowodem jednomodowym), światłowód wielomodowy ma jedną bardzo ważną zaletę — jest po prostu sporo tańszy. Przyczyniają się do tego dwa czynniki. Po pierwsze: większa średnica rdzenia światłowodu wielomodowego zdecydowanie ułatwia jego produkcję oraz instalację. Po drugie: światłowody wielomodowe bardzo często wykorzystują diody LED jako źródła światła, które są tańsze niż lasery używane w światłowodzie jednomodowym. To właśnie mniejszy koszt sprawia, że światłowód wielomodowy wciąż jest wykorzystywany na krótkich liniach.
Warto zaznaczyć, że przez wzgląd na różne wymiary rdzenia oraz długości fali, światłowodów jednomodowych oraz światłowodów wielomodowych nie należy łączyć, ani mieszać!
Jak rozpoznać światłowód jednomodowy i wielomodowy?
Na całe szczęście, panujące standardy i oznaczenie pozwalają bardzo szybko rozpoznać typ kabla światłowodowego. Skutecznie zapobiega to przypadkowemu mieszaniu obu rodzajów.
Oto dwie cechy zewnętrzne, pozwalające łatwo rozpoznać światłowód jednomodowy oraz światłowód jednomodowy:
- Kolor osłony — Według standardu TIA-598C do zastosowań niewojskowych, kabel światłowodowy jednomodowy powinien być pokryty żółtą osłoną zewnętrzną. W przypadku światłowodu wielomodowego standard ten przewiduje osłonę pomarańczową, ciemnoszarą, fioletową lub jasnoniebieską.
- Oznaczenie na kablu — Większość kabli światłowodowych posiada oznaczenia dotyczące rodzaju na swojej zewnętrznej osłonie. Na kablach jednomodowych znajdziemy oznaczenie SM/SMF (Single Mode/Single Mode Fiber), zaś na kablach wielomodowych zauważymy MM/MMF (Multi Mode/Multi Mode Fiber).
(Źródło: Cleerline SSF)
Podsumowanie
Teraz już wiecie, jak rozpoznać światłowód jednomodowy i światłowód wielomodowy oraz czym cechują się oba rozwiązania. Patrząc na infrastrukturę polską i infrastrukturę światową widzimy, że dzięki swoim niepodważalnym zaletom, to światłowód jednomodowy jest popularniejszym rozwiązaniem. Jeśli jednak prowadzimy krótkie okablowanie w obrębie jednego budynku lub kampusu, to światłowód wielomodowy wciąż jest bardzo dobrym, wydajnym (i tańszym) wyborem.
Dodaj komentarz