Was ist der Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern? Können Singlemode und Multimode gemischt werden?

Was ist der Unterschied zwischen Singlemode- und Multimode-Fasern? Können Singlemode und Multimode gemischt werden?

Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern sind zwei Arten von Lichtwellenleitern, die hauptsächlich zur Übertragung von optischen Signalen verwendet werden. Sie unterscheiden sich erheblich in Bezug auf die Übertragungseigenschaften, die Übertragungsentfernung und die Übertragungsbandbreite. In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen Singlemode- und Multimode-Lichtwellenleitern detailliert beschrieben und ihre Grenzen in praktischen Anwendungen erläutert.

Zunächst müssen wir uns mit Singlemode-Fasern vertraut machen. Singlemode-Fasern haben einen sehr kleinen Kerndurchmesser, normalerweise nur 9/125 Mikrometer. Aufgrund des sehr kleinen Kerndurchmessers können Singlemode-Fasern nur einen einzigen Lichtstrahl übertragen, und selbst wenn das optische Signal über große Entfernungen übertragen wird, treten keine Interferenzen zwischen den Modi auf. Dadurch können Singlemode-Fasern eine hohe Bandbreite und große Entfernungen überbrücken. Singlemode-Fasern eignen sich für Anwendungen, die eine schnelle Datenübertragung und eine hohe Übertragungskapazität erfordern, z. B. für die Fernübertragung, die Satellitenkommunikation und Internet-Backbone-Netze.

Im Gegensatz dazu haben Multimode-Fasern einen größeren Kerndurchmesser, in der Regel 50 oder 62,5 Mikrometer, wodurch sie mehrere Lichtstrahlen übertragen können. Multimode-Fasern haben eine relativ kurze Übertragungsstrecke und leiden unter Intermode-Interferenzen. Wenn ein optisches Signal während der Übertragung mehrfach reflektiert wird, führt dies dazu, dass sich verschiedene Lichtmoden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten, was zu Signalverzerrungen und -abschwächungen führt. Aufgrund dieser Einschränkungen haben Multimode-Glasfasern eine relativ kurze Übertragungsdistanz und eignen sich im Allgemeinen für lokale Netze (LAN) und Kurzstreckenkommunikation.

In der Praxis können Singlemode- und Multimode-Fasern nicht gemischt werden, vor allem wegen ihrer unterschiedlichen Übertragungseigenschaften und Funktionsprinzipien.

Erstens haben Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern unterschiedliche Übertragungsmodi. Aufgrund der unterschiedlichen Strukturen von Glasfasern können Monomode-Glasfasern nur einen Lichtstrahl übertragen, während Multimode-Glasfasern mehrere Lichtstrahlen gleichzeitig übertragen können. Werden sie gemischt, führt dies zu gegenseitigen Störungen und Verzerrungen der optischen Signale.

Zweitens ist die Übertragungsdistanz von Singlemode-Glasfasern und Multimode-Glasfasern unterschiedlich. Mit Singlemode-Glasfasern lassen sich große Entfernungen überbrücken, die Dutzende oder sogar Hunderte von Kilometern betragen können. Die Übertragungsdistanz von Multimode-Glasfasern ist relativ kurz und beträgt im Allgemeinen nicht mehr als einige Kilometer.

Es gibt auch einen Unterschied in der Übertragungsbandbreite zwischen Singlemode- und Multimode-Glasfasern. Da Singlemode-Glasfasern nur einen einzigen Lichtstrahl übertragen können, ist ihre Übertragungsbandbreite höher und kann Hunderte von Gbit/s oder sogar mehr erreichen. Die Übertragungsbandbreite von Multimode-Glasfasern ist dagegen relativ gering und liegt im Allgemeinen zwischen zehn und hundert Mbit/s.

Es sei darauf hingewiesen, dass Singlemode-Glasfasern trotz ihrer besseren Übertragungseigenschaften in der Herstellung teurer sind, so dass es in der Praxis immer noch einen Markt für Multimode-Glasfasern gibt, insbesondere für die Kurzstreckenkommunikation und lokale Netze.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Singlemode-Glasfasern und Multimode-Glasfasern offensichtliche Unterschiede bei den Übertragungseigenschaften, der Übertragungsdistanz und der Übertragungsbandbreite aufweisen. Obwohl sie nicht gemischt werden können, haben Singlemode-Glasfasern und Multimode-Glasfasern in verschiedenen Anwendungsszenarien ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen. Daher sollte bei der Auswahl einer Glasfaserübertragungslösung eine vernünftige Wahl entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen getroffen werden.