Kuituoptiikka, joka tunnetaan myös nimellä optinen kuitu, on innovaatio, joka lähettää dataa valopulsseina lasi- tai muovikuidun poikki. Valokuitukaapelissa olevien lasikuitujen määrä voi vaihdella sadoista tuhansiin. Yksimuotokuitu ja monimuotokuitu ovat vain kahden tyyppisiä optisia kuituja.
Yksimuotokuitu vs. monimuotokuitu
Ero yksimuotoisen ja monimuotoisen optisen kuidun välillä on se, että valonsäteet jatkuvat vain suoraa reittiä pitkin yksimuotovalokuidussa. Toisaalta useat valonsäteet jakautuvat aaltoputken läpi samaan aikaan monimuotoisessa optisessa kuidussa. Tämän lisäksi monet muut tekijät erottavat nämä kaksi toisistaan.
Yksimuotokuitu on eräänlainen optinen kuitu, jota käytetään lähettämään suuria etäisyyksiä. Se on pohjimmiltaan yksimuotokuitu, jota käytetään lähettämään yksi valonsäde tai yksimuoto. Siinä on vain yksi lähetystila. Sitä kutsutaan joskus monomuotoiseksi optiseksi kuiduksi.
Monimuotokuitu on vielä eräänlainen optinen kuitu, jota käytetään useiden valonsäteiden tai moodien lähettämiseen. Nämä säteet voivat siirtyä eri kulmissa ja paljon lyhyemmillä etäisyyksillä. Se koostuu lasikuiduista. Monimuotokuitu tunnetaan myös yleisemmin monimuotooptisena kuiduna.
Vertailutaulukko yksimuoto- ja monimuotokuidun välillä
| Vertailuparametrit | Yksimuotoinen kuitu | Multimode kuitu |
| Halkaisija | Yksimuotokuidun keskihalkaisija on noin 8-10 mikrometriä pitkä. | Monimuotokuidun keskihalkaisija on noin 50-62,5 mikrometriä pitkä. |
| Optinen lähde | Yksimuotokuidun optinen lähde on laser, koska se vaatii valonlähteen, jonka spektrikoko on ohut. | Monimuotokuidun optinen lähde on LED, koska se vaatii valtavan keskihalkaisijan, mikä eliminoi fokusoidun säteen tarpeen. |
| Vaimennus | Koska yksimuotokuitu läpäisee yhden valonsäteen, tuloksena on pienempi vaimennus. | Koska monimuotokuitu läpäisee useita valonsäteitä, tuloksena on enemmän vaimennusta. |
| Kustannus | Yksimuotoiset optiset kuidut ovat halvempia, mutta sen mukana tarvittavat instrumentit tekevät siitä joskus hieman kalliita. | Monimuotooptiset kuidut ovat paljon kalliimpia, mutta niiden mukana tarvittavat instrumentit eivät lisää kustannuksia kuten muissa valokuiduissa. |
| Kaistanleveys | Yksimuotokuidun kaistanleveys on suurempi, noin 400 MHz/km. | Monimuotokuidun merkkileveys on paljon pienempi, noin 50-60 MHz/km. |
Mikä on yksimuotokuitu?
Yksimuotoinen valokuitu on eräänlainen optinen kuitu, joka mahdollistaa vain yhden valonsäteen leviämisen sen mukana. Keskiosan halkaisija koteloon on tässä tapauksessa 9-125 mikrometriä. Sitä kutsutaan myös mono- tai uni-mode optiseksi kuiduksi. Kaikki yksimuotoiseen valokuituun liittyvät edut tekevät siitä sopivan käyttöön, jossa on nousevia optisia innovaatioita.
Koska keskustan halkaisija on niin pieni, vain yksi valonsäde kulkee saman läpi. Yhdellä optisella kuidulla tunnistetaan kolme peruskomponenttia: ydin, kuori ja pinnoite tai puskuri.
Keskus tai elintärkeä osa koostuu vain yhdestä kuitunauhasta. Origon säteilemä säde kulkee tämän segmentin kautta. Keskuksen pieni halkaisija edellyttää terävästi fokusoidun valonsäteen käyttöä sen alkuperänä. Tämän seurauksena se käyttää LASERia optisena lähtöpisteenä.
Yksimuotoisen optisen kuidun aaltomuodon muodonmuutos on pieni, koska se lähettää vain yksittäisen valonsäteen. Tämän seurauksena modaalista jakautumista ei havaita, mikä mahdollistaa pitkän matkan taajuuden siirron huomattavasti lisääntyneellä virtausnopeudella. Tämän seurauksena kaistanleveys kasvaa, mikä on yksimuotoisen optisen kuidun lisäetu.
Mikä on Multimode Fiber?
Monimuotovalokuitu on myös toinen digitaalikuidun muoto. Lukuisat valonsäteet jatkuvat monimuotoisen optisen kuidun läpi samalla hetkellä, mutta kullakin on taipumus heijastua eri tavalla kuin muut siirron aikana.
Monimuotoisen valokuidun skenaariossa keskipisteen halkaisija kuoreen on 50-62,5-125 mikrometriä. Luotettavuutensa ja suorituskykynsä vuoksi monimuotokuidut ovat usein etusijalla aina, kun rakennuksen sisäinen linkki katsotaan tarpeelliseksi. Kustannukset voivat olla hieman kalliita, mutta loppujen lopuksi se on sen arvoista käyttäjille.
Tässä skenaariossa keskipisteen halkaisija on valtava, mikä mahdollistaa lukemattomien valoaaltojen kulkemisen sen läpi ja hyödyntää siten LEDiä optisena lähteenä. Moodilla on liian paljon mahdollisuuksia kommunikoida keskenään, koska monet tilat tehostuvat keskipisteen kautta. Tämän seurauksena intermodaalista lähetystä voi tapahtua monimuotokuiduissa.
Koska pitkän matkan siirto lisää sironnan mahdollisuutta kuidun sisällä, niitä käytetään useimmiten pieniä etäisyyksiä vaativissa sovelluksissa. Vaikka monimuotokuitu on kallis optinen kuitu, siihen liittyvä siirtolaitteisto on halvempi, joten se on sopiva valinta useimmille käyttäjille.
Tärkeimmät erot yksimuotoisen ja monimuotokuidun välillä
Johtopäätös
Yksimuotoisilla ja monimuotokuiduilla on kummallakin ainutlaatuiset ominaisuutensa. Tämän seurauksena niiden käyttö määräytyy järjestelmän vaatimusten mukaan. On syytä huomata, että yksimuotokuidun siirtoaallonpituus vaihtelee välillä 1260-1640 nm ja monimuotokuidun 850-1300 nm.
Yksimuotokuidun keskipiste on kapeampi kuin monimuotokuidun, ja se soveltuu parhaiten pitkän matkan käyttöön. Yleensä yksimuotoiset järjestelmät ovat kalliimpia. Multimode-kuidulla on suurempi ydin ja se soveltuu lyhyemmille, alle 400 metrin (1300 jalkaa) kuitulinjoille.
Monimuotokuidun etäisyyteen ja kaistanleveyteen vaikuttaa sen laatu. Yleensä monimuotojärjestelmät ovat halvempia. Yksittäinen tila on yhteensopiva vain yhden tilan kanssa, kun taas monitila on yhteensopiva vain monitilan kanssa. Tämä koskee kaapeleita, liitäntöjä ja sähkökomponentteja.
