Sự khác biệt giữa sợi đơn mode và sợi đa mode là gì? Chế độ đơn và đa chế độ có thể được trộn lẫn không?

Sự khác biệt giữa sợi đơn mode và sợi đa mode là gì? Chế độ đơn và đa chế độ có thể được trộn lẫn không?

Sợi quang đơn mode và sợi quang đa mode là hai loại sợi quang chủ yếu được sử dụng để truyền tín hiệu quang học. Chúng có sự khác biệt đáng kể về đặc tính truyền dẫn, khoảng cách truyền dẫn và băng thông truyền dẫn. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết sự khác biệt giữa sợi đơn mode và sợi đa mode và giải thích những hạn chế của chúng trong các ứng dụng thực tế.

Đầu tiên, chúng ta hãy tìm hiểu về sợi quang đơn mode. Đường kính lõi của sợi đơn mode rất nhỏ, thường chỉ 9/125 micron. Do đường kính lõi rất nhỏ, sợi quang đơn mode chỉ có thể truyền một chùm ánh sáng, và ngay cả khi tín hiệu quang được truyền đi một khoảng cách xa, hiện tượng giao thoa giữa các chế độ sẽ không xảy ra. Điều này cho phép sợi quang đơn mode đạt được băng thông cao và đường truyền dài. Cáp quang đơn mode thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao và truyền dung lượng lớn, chẳng hạn như truyền đường dài, thông tin liên lạc vệ tinh và mạng đường trục Internet.

Ngược lại, sợi quang đa mode có đường kính lõi lớn hơn, thường là 50 hoặc 62,5 micron, cho phép nó truyền nhiều chùm ánh sáng. Khoảng cách truyền của sợi quang đa chế độ tương đối ngắn và có vấn đề giao thoa giữa các chế độ. Khi tín hiệu quang trải qua nhiều lần phản xạ trong quá trình truyền dẫn, nó sẽ gây ra tốc độ truyền ánh sáng khác nhau ở các chế độ khác nhau, do đó gây ra sự biến dạng và suy giảm tín hiệu. Do những hạn chế này, cáp quang đa chế độ có khoảng cách truyền ngắn và thường phù hợp với mạng cục bộ (LAN) và truyền thông khoảng cách ngắn.

Trong thực tế, sợi quang đơn mode và sợi quang đa mode không thể được trộn lẫn, chủ yếu là do đặc tính truyền dẫn và nguyên lý hoạt động của chúng khác nhau.

Đầu tiên, chế độ truyền của sợi đơn mode và sợi đa mode là khác nhau. Do cấu trúc khác nhau của sợi quang, sợi đơn mode chỉ có thể truyền một chùm ánh sáng, trong khi sợi đa mode có thể truyền nhiều chùm ánh sáng cùng một lúc. Nếu chúng được trộn lẫn, nó sẽ gây ra nhiễu lẫn nhau và biến dạng tín hiệu quang học.

Thứ hai, khoảng cách truyền của sợi đơn mode và sợi đa mode là khác nhau. Sợi quang đơn mode có thể đạt được đường truyền đường dài, có thể đạt khoảng cách truyền hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm km. Khoảng cách truyền của sợi quang đa chế độ tương đối ngắn, nói chung không vượt quá hàng nghìn mét.

Ngoài ra, cũng có sự khác biệt về băng thông truyền dẫn giữa sợi đơn mode và sợi đa mode. Vì sợi quang đơn mode chỉ có thể truyền một chùm ánh sáng, băng thông truyền của nó cao hơn, có thể đạt hàng trăm Gbps hoặc thậm chí cao hơn. Băng thông truyền dẫn của cáp quang đa chế độ tương đối thấp, thường từ hàng chục Mbps đến hàng trăm Mbps.

Cần lưu ý rằng mặc dù đặc tính truyền dẫn của sợi quang đơn mode vượt trội hơn, nhưng chi phí sản xuất của nó cao hơn, vì vậy trong các ứng dụng thực tế, sợi quang đa mode vẫn có thị trường của nó, đặc biệt là cho thông tin liên lạc tầm ngắn và mạng cục bộ.

Tóm lại, có sự khác biệt rõ ràng giữa sợi quang đơn mode và sợi quang đa mode về đặc tính truyền dẫn, khoảng cách truyền dẫn và băng thông truyền dẫn. Mặc dù chúng không thể được trộn lẫn, nhưng trong các kịch bản ứng dụng khác nhau, cả sợi đơn mode và sợi đa mode đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Vì vậy, khi lựa chọn phương án truyền dẫn cáp quang, cần lựa chọn hợp lý theo yêu cầu ứng dụng cụ thể.