Giriş Yap

MENÜ

Blog

OCA

08

2020
101 Serisi: Multimode Fiber ve Singlemode Fiber

Fiber optik kablolama singlemode ve multimode olmak üzere 2 tiptir.  Multimode kablolama mesafelerinin singlemode kablolamaya göre daha kısa olduğu bilinir ve bu sebeptendir ki singlemode kablolama uzun mesafeli dış tesis fiber uygulamaları için uygulanırken, multimode kablolama data center gibi gibi uygulamalar için birincil seçimdir.

                               
Bununla birlikte, singlemode fiber doğası gereği daha yüksek bant genişliği özelliğe sahip olduğundan daha kısa erişimli uygulamalarda popülerlik kazanmaktadır ve daha fazla teknisyen, hem singlemode hem de multimode kablolamalı fiber tesislerinin kurulmasını deneyimlemektedir.

Mode’da ne var?

Fiber optik veri iletiminde, “mod” terimi, bir ışık sinyalinin cam çekirdeğinden geçtiği araçları tanımlamak için kullanılır; basitçe mod, ışığın takip ettiği yoldur. Bu yüzden, singlemode fiberde ışık bir yoldan iletilirken, multimode fiberde ışık birçok yoldan geçmektedir.

Multimode bir cam çekirdeğin içindeki ışık cama bir açıyla vurur ve geri çekerek ışığı çekirdeğin uzunluğu boyunca hareket ettirir. Işık neden core’dan dışarı çıkmaz? Birinci olarak, ışık cama dar bir açıyla vurur, bu da camın bir ayna gibi davranmasına neden olur. İkinci olarak, core çevresinde kaplama adı verilen bir katman vardır. Işığı çekirdeğin içinde tutmak için, katman bir malzemeye girerken ışığın ne kadar büküldüğünü veya kırıldığını belirleyen teknik parametre olan farklı bir kırılma indeksi profiline sahiptir.

Bunun aksine, multimode fiber core bölgesinin yaklaşık onda biri büyüklüğündeki singlemode core’u daha küçük boyutu nedeniyle kenarlardan sekmeden tek ve düz bir modda hareket eder.

Bant Genişliği Sınırlama Gecikmesi

Singlemode fiber neden önemli ölçüde daha fazla bant genişliği ve mesafeyi destekler? Tek bir modda ışık göndermek, multimode fiberin birincil bant genişliği sınırlayıcı faktörü olan diferansiyel mod gecikmesi (DMD) olarak adlandırılan faktörü ortadan kaldırır.

Birden çok mod multimode bir fiberden geçerken, bazıları merkezden iletilir, diğerleri core kaplama arayüzüne daha yakın yollar boyunca seyahat eder. Dış kenarda seyahat edenler daha yüksek dereceli modlar olarak, core bölgesine yakın olanlar ise daha düşük dereceli modlar olarak adlandırılır. Yüksek ve düşük modlar farklı hızlarda hareket eder, DMD seyahat süresindeki farktır.

DMD ne kadar küçük olursa, ışık darbeleri zamanla o kadar az yayılır ve bant genişliği artar. Darbeler arasındaki zaman farkı daha büyük olduğunda, alıcı darbeleri düzgün bir şekilde ayırt edemeyebilir. DMD doğrudan mesafeyle ilişkilidir - fiber uzunluğu arttıkça artar. Bu nedenle multimode fiber çok daha kısa mesafe gereksinimlerine sahiptir. (Singlemode için 10 kilometreye kıyasla, multimode için yaklaşık 500 metreye kadar.)

DMD'ye fiberdeki kusurlar da neden olabilir. Fiber üreticileri, fiber kırılma indeksi profilini dikkatlice optimize ederek DMD'yi sınırlamayı öğrendi.

Çok çekirdekli fiber, yalnızca çekirdeğin kaplamayla buluştuğu yerde kırılma modlarından ziyade, core bölgesinden cladding sınırına kadar sürekli değişen kademeli bir fiber indeks profili kullanır. Bu, fiberin core bölgesine yakın daha kısa mesafeden geçen düşük dereceli modların daha yavaş seyahat etmesine ve çekirdeğin kenarına yakın daha uzun mesafeler boyunca seyahat eden yüksek dereceli modların daha hızlı seyahat etmesine neden olan parabolik (yani simetrik eğri) bir yol oluşturur. Bu da, darbeler arasındaki zaman gecikmelerini en aza indirir, böylece DMD'yi azaltır ve daha yüksek bant genişliği sağlar.

Daha Belirgin Farklılıklar

Multimode ve singlemode arasındaki belirgin farklardan bazıları kablo rengi, ışık kaynakları ve testtir. Singlemode neredeyse her zaman sarıdır (yellow), multimode ise tipik olarak turkuazdır (aqua). Farklı multimode tipleri de farklı renklere sahip olabilir - OM3 neredeyse her zaman turkuaz iken, OM4 multimode bazen OM3'ten ayırt edilmesine yardımcı olmak için Erika Violet adında pembe bir renktir ve en son nesil multimode fiber OM5 limon yeşilidir.

Diğer bir önemli fark, iletim ekipmanının ışık kaynağı ve ilişkili maliyetidir. Single mode fiber, dar spektral genişliğe sahip bir lazer ışık kaynağı gerektirir, bu da daha maliyetli alıcı-vericiler sağlar. Singlemode fiber, multimode fiberden daha ucuz olsa da, singlemode alıcı-vericiler, multimode alıcı-vericilerin 1,5 ile 4 katı arasında bir maliyete sahiptir.

İlaveten, multimode ve singlemode’un test edilmesi söz konusu olduğunda, iki fiber tipinin karıştırılamayacağını ve kalkış kablolarının test edilen fiber tipiyle eşleşmesine dikkat etmek önemlidir. Multimode fiberin test edilmesi için, ışığın test edilen kablolara nasıl verildiğini karakterize eden Encircled Flux (EF) de gerekir. EF, değişkenliği azaltmak ve hassas, tekrarlanabilir test sonuçları elde etmek için başlatılan mod sayısını kısıtlar.