Optiska fibertyper: Single-Mode vs. Multimode – En vänlig guide

Optisk fiber är ryggraden i moderna nätverk – från internetstamnätet som förbinder städer till de korta länkarna i datacenter. Optisk fiber finns i två huvudkategorier: singlemode och multimode.

Singlemode-fiber har en liten kärndiameter på bara 9 µm och tillåter endast ett ljusläge att fortplanta sig. Denna design minimerar signalförlust och stöder applikationer med hög bandbredd över långa avstånd. Multimode fiber har en större kärna (antingen 50 µm eller 62.5 µm) med flera ljuslägen. Den är idealisk för kortare avstånd.

Vad är optisk fiber?

Optisk fiber är en tunn, flexibel tråd av mycket rent glas (ibland plast) som bär data som ljuspulser. Tänk på det som ett litet, förlustbeständigt "ljusrör". Fiber används överallt: internet- och telekomlänkar, medicinsk avbildning och industriella sensorer.

En optisk fiber består av tre huvudkomponenter:

• Kärna — centrum där ljuset färdas (tillverkat av kiseldioxid eller plast).
• beklädnad — ett lager runt kärnan med lägre brytningsindex som håller ljuset inne via total inre reflektion.
• Beläggning (buffert) — ett skyddande plastlager som skyddar glaset från skador och fukt.

Kärntyper av optisk fiber

Det finns två huvudtyper av optisk fiber: single-mode och multi-mode. Varje typ har olika tillämpningar baserat på dess ljusöverföringsegenskaper.

Single-Mode optisk fiber (SMF)

Mycket liten kärna (~8–10 µm). Bär ett ljusväg (läge). Den minimerar spridning och stöder mycket långa avstånd och mycket höga hastigheter. Idealisk för långdistanskommunikation och stamnätslänkar.

Multimodoptisk fiber (MMF)

Större kärna (50 µm eller 62.5 µm). Bär multipel ljuslägen, vilket kan orsaka modal spridning och begränsar avstånd. MMF är billigare att terminera och fungerar bra för kortare sträckor som inuti byggnader eller datacenter.

Snabbguide för multimodkategorier (OM1 → OM5)

Multimodfibrer klassificeras som OM1–OM5. Högre OM-tal innebär bättre prestanda (högre bandbredd eller våglängdsflexibilitet).

OM1 och OM2

OM1 Fibrer har en kärndiameter på 62.5 mikron med en bandbredd på 200 MHz·km vid 850 nm våglängd. De stöder datahastigheter på 10 Gbps över avstånd upp till 300 meter med en dämpning på 3.5 dB/km.

OM2 Fibrer reducerar kärnan till 50 mikron samtidigt som bandbredden ökar till 500 MHz·km vid 850 nm. De bibehåller en överföringshastighet på 10 Gbps men utökar det maximala avståndet till 550 meter med förbättrad dämpning på 3.0 dB/km. 

OM3 och OM4

OM3 Fibers introducerade laseroptimerad 50-mikron kärnteknik år 2003, vilket uppnådde en bandbredd på 2000 MHz·km vid 850 nm. De stöder 10 Gbps över 1000 meter och 40 Gbps upp till 400 meter.

OM4 Fiber, standardiserade 2009, ger förbättrad prestanda med högre bandbredd än OM3. De möjliggör 10 Gbps överföring upp till 1500 meter och 40 Gbps drift upp till 550 meter med hjälp av tekniska regler. 

OM5 Bredbandsmultiläge

OM5 Fiber, som introducerades 2017, har bredbandsteknik för multimod som stöder flera våglängder från 850–950 nm. De möjliggör våglängdsmultiplexering (WDM) för högre aggregerad bandbredd med färre fibrer.

OM5 stöder duplexöverföring vid 100 Gbps med två till fyra våglängder. Dessa fibrer bibehåller kärndiametern på 50 mikron men optimerar kromatisk dispersion för drift med längre våglängder. De är idealiska för höghastighetsapplikationer som kräver överföring med flera våglängder.

Klassificeringar av single-mode-fiber: OS1 vs OS2

OS1 och OS2 Fibrer har en kärndiameter på 8–9 µm och en gul mantelfärg, men de tjänar olika syften. OS1-fibrer använder en tätbuffrad konstruktion, vilket gör dem lämpliga för inomhusapplikationer som datacenter och campusnätverk.

De har en dämpning på ≤1.0 dB/km vid 1310 nm och stöder avstånd upp till 10 km med hastigheter på 10 Gbps. OS2-fibrer använder en lösrörs, gelfylld design för utomhusbruk, vilket ger en lägre dämpning på ≤0.4 dB/km vid 1310 nm och möjliggör överföring över 200 km vid 100 Gbps. 

Fiberkabelkonstruktion: Tätbuffrad vs. lösrörskabel

Optiska fiberkablar använder huvudsakligen två distinkta konstruktionsmetoder, var och en optimerad för specifika miljöer och prestandakrav.

Tätbuffrad kabel

Tätt buffrade kablar har en 900 μm buffertbeläggning som direkt omger varje fiberkärna. Denna design ger ett starkt skydd för fiberkärnan och manteln. 

De är idealiska för inomhusapplikationer inklusive LAN, kontorsbyggnader och lokala slingor för korta telekomnät. OS1 single-mode fiber använder en tight-buffered konstruktion och stöder datahastigheter upp till 10 Gbps över avstånd upp till 10 km.

Lösrörskabel

Lösrör Kablar innehåller flera 250 μm tjocka belagda fibrer inuti stora, robusta, överdimensionerade rör som antingen är gelfyllda eller torra. Fibrerna "flyter" inuti dessa rör, vilket möjliggör expansion och kontraktion med temperaturförändringar samtidigt som de förbättrar skyddet mot fukt och fysisk stress.

Du måste använda fan-out-kit för terminering på grund av de bara fiberändarna. Dessa kablar är konstruerade för utomhusbruk, långdistansapplikationer inklusive telekomnät, direkt nedgrävning och tuffa miljöer. OS2 single-mode fiber använder en lösrörsdesign som stöder hastigheter upp till 100 Gbps och avstånd upp till 200 km (124 miles).

Nyckelprestandaegenskaper

Du utvärderar optiska fiberprestanda med hjälp av våglängd, bandbredd, dämpning och dispersion.

• våglängderSMF använder vanligtvis 1310 nm och 1550 nm för långa avstånd. MMF använder vanligtvis 850 nm (och 1300 nm) för korta länkar.
• Dämpning: Signalförlust per kilometer (dB/km). Lägre desto bättre. SMF har mycket låg dämpning (≈0.2 dB/km vid 1550 nm). MMF-dämpningen vid 850 nm är högre.
• DispersionSprider pulser och begränsar avstånd/hastighet. Modal dispersion dominerar MMF; kromatisk dispersion påverkar SMF på långa avstånd och höga bithastigheter.

Praktiska riktlinjer för att välja rätt fibertyp

• Använda enkelläge när du behöver långa avstånd, framtidssäkra för mycket hög bandbredd, eller när budgeten tillåter dyrare sändtagare. Bra för operatörsnätverk, långa stamnätslänkar och datacentersammankopplingar.
• Använda multimod För korta drifter inomhus, inom datacenter eller campus-LAN där transceiverns kostnad och användarvänlighet är viktigast. OM3/OM4 är utmärkta val för moderna datacenter.
• Välj böjningsokänsliga fibrer (t.ex. G657-varianter för SMF) om du ska dra fiber i trånga utrymmen eller kanaler.

Framtidssäkra ditt nätverk

• Om din budget tillåter det och du förväntar dig snabb tillväxt eller frekventa uppgraderingar, överväg enkelläge för stamnätsrutter – det har den längsta livslängden.
• För länkar mellan campus och byggnader balanserar OM4 (eller OM5 när WDM är önskvärt) kostnad och uppgraderingsmöjligheter.
• Standardisera kontakter och testprocedurer (förlustbudget, OTDR-spår) så att framtida flytt/tillägg/ändringar är förutsägbara.

Vanliga misstag att undvika

• Att blanda fibertyper utan lämpliga sändtagare/adaptrar (t.ex. att blint ansluta SMF-sändtagare till MMF) – detta kan förhindra att länkar fungerar.
• Underskattning av förlust av kontakter och patchpaneler vid beräkning av budget.
• Att välja äldre OM1/OM2 för nya höghastighetsinstallationer – att uppgradera senare är kostsamt.

Rekommendationer för Seetronic optiska fiber

Seetronics sortiment av optiska fibrer erbjuder förmonterade kablar av industrikvalitet med låga förluster, robusta kontakter och uttag i rostfritt stål enligt IP65/67 (2 och 4 kanaler) och användbara tillbehör (dammskydd, adaptrar, fan-out-satser) som direkt anpassas till vanliga projektbehov.

Visa Seetronic optisk fiber produktdetaljer eller begär en anpassad offert.

Vanliga frågor

Vilka är de viktigaste typerna av optiska fibrer?

De två huvudtyperna är singlemode- och multimodefibrer. Singlemodefiber har en liten kärna (8–10 µm) och stöder dataöverföring med hög hastighet över långa avstånd. Multimodefiber har en större kärna (50–62.5 µm) och är idealisk för kortare avstånd, till exempel inom datacenter eller företagsnätverk.

Vad används singlemodefiber till?

Singlemodefiber är utformad för långdistansapplikationer med hög bandbredd. Den stöder hastigheter upp till 100,000 XNUMX GHz och används ofta inom telekommunikation, stamnät och höghastighetsdatalänkar över avstånd på flera kilometer eller mer.

Vad används multimodfiber till?

Multimodfiber är bäst för applikationer över korta avstånd, vanligtvis under 1 km. Den används ofta i lokala nätverk (LAN), datacenter och företagsmiljöer på grund av dess billigare sändtagare och enklare ljuskoppling jämfört med singlemodefiber.

Vilka fibertyper finns det i OM1, OM2, OM3, OM4 och OM5?

Dessa är multimodfiberkvaliteter med olika prestandanivåer. OM1 och OM2 stöder upp till 1 Gbps och betraktas som äldre fiber. OM3 stöder 10 Gbps upp till 300 m, OM4 utökar detta till 550 m, och OM5 möjliggör våglängdsmultiplexering för högre bandbredder, med stöd för upp till 100 Gbps.

Vad är OS1 och OS2 singlemode-fibrer?

OS1 och OS2 är klassificeringar av singlemode-fiber. OS1 är tight-buffered för inomhusbruk, med dämpning ≤1.0 dB/km. OS2 använder en lösrörs, gelfylld design för utomhusbruk, vilket ger lägre dämpning (≤0.4 dB/km) och stöder längre avstånd – upp till 200 km vid 100 Gbps.

Hur påverkar dämpning fiberns prestanda?

Dämpning mäter signalförlust över avstånd. Lägre dämpning innebär bättre prestanda. Singlemodefiber har mycket låg dämpning (~0.2 dB/km vid 1550 nm), idealisk för långa sträckor. Multimodefiber har högre dämpning (~10 dB/km vid 850 nm), vilket begränsar dess användning till kortare avstånd.

Vad är skillnaden mellan tätbuffrade och lösa rörkablar?

Tätbuffrade kablar har en skyddande beläggning runt fibern, vilket gör dem lämpliga för inomhusbruk. Lösrörskablar gör att fibrerna kan "flyta" inuti rören, vilket ger bättre fukt- och temperaturbeständighet för utomhus- och långdistansapplikationer.

Hur väljer jag rätt fiberoptisk kabel?

Tänk på avstånd, bandbredd, miljö och budget. Använd singlemode för behov av långa avstånd och hög hastighet. Välj multimode för kortare, kostnadskänsliga applikationer. Utvärdera även specifika krav som manteltyp, kontakter och framtida nätverksuppgraderingar för att säkerställa optimal prestanda.

Varför är fiberoptisk kabel bättre än koppar?

Fiber erbjuder högre bandbredd, lägre latens och mindre signalförlust över avstånd jämfört med koppar. Den stöder snabbare datahastigheter, är immun mot elektromagnetisk störning och ger en mer framtidssäker lösning för högpresterande applikationer som molntjänster och telekommunikation.

Vad är total intern reflektion i optiska fibrer?

Total intern reflektion är principen som gör att ljus kan färdas genom fiberkärnan med minimal förlust. Ljus reflekteras från kärnans gränsyta mellan kärna och mantel, vilket möjliggör effektiv dataöverföring över långa avstånd med hastigheter nära ljusets hastighet.