Singlemode versus multimode glasvezel: kern, bereik en kosten
Singlemodevezel heeft een dunne kern met een diameter van ongeveer 9 µm, waarin licht zich in slechts één modus voortplant. Er is dus geen snelheidsverschil tussen modi (modale dispersie), en de vezel wordt gebruikt voor lange afstanden van tientallen kilometers of meer en voor snelle verbindingen. Multimodevezel heeft een dikke kern met een diameter van 50 µm of 62,5 µm, waarin veel modi tegelijk lopen, zodat het bereik door modale dispersie beperkt blijft tot enkele tientallen tot enkele honderden meters. Daar staat tegenover dat goedkope lichtbronnen zoals een VCSEL op 850 nm bruikbaar zijn en het uitlijnen eenvoudig is, wat multimode geschikt maakt voor korte verbindingen in datacenters en gebouwen.
| Kenmerk | Singlemodevezel | Multimodevezel |
|---|---|---|
| Kerndiameter (indicatief) | Ongeveer 9 µm (cladding 125 µm) | 50 µm of 62,5 µm (cladding 125 µm) |
| Aantal modi | Slechts één | Honderden tot ongeveer duizend modi tegelijk |
| Belangrijkste golflengten | 1310 nm (O-band) en 1550 nm (C-band) | Hoofdzakelijk rond 850 nm |
| Belangrijkste lichtbron | Kantemitterende halfgeleiderlasers (zoals DFB-lasers). Het licht wordt in de dunne kern gefocust | VCSEL (oppervlakte-emitterende laser). Oudere generaties gebruikten ook leds |
| Modale dispersie | Geen. Wel speelt chromatische dispersie mee naarmate de afstand toeneemt (rond 1310 nm vrijwel nul) | Aanwezig. Gradiëntindexvezels, waarin de brekingsindex van de kern geleidelijk verloopt, beperken haar, maar ze begrenst bandbreedte en bereik |
| Demping (indicatief) | Ongeveer 0,35 dB/km bij 1310 nm, ongeveer 0,2 dB/km bij 1550 nm | Ongeveer 2,5 tot 3,5 dB/km bij 850 nm |
| Bereik (indicatief) | Enkele honderden meters tot tientallen kilometers. Met optische versterkers duizenden kilometers of meer | Enkele honderden meters bij 10 Gbit/s, ongeveer 100 m of minder bij lanes van 25 Gbit/s en hoger |
| Uitlijning | Strikt. Nauwkeurigheid onder de µm nodig, vaak met actieve uitlijning | Ruim. Door de dikke kern is de koppeling met lichtbron en ontvanger eenvoudig |
| Kosten | De vezel zelf is goedkoop, maar lasers, optische transceivers en assemblage zijn vaak duur | De vezel is iets duurder, maar lichtbron en assemblage zijn goedkoop, zodat het geheel op korte afstand vaak goedkoper is |
| Belangrijkste toepassingen | Lange afstanden en verbindingen tussen steden, aansluitnetten (FTTH), verbindingen van honderden meters tot kilometers tussen gebouwen of binnen datacenters | Korte verbindingen zoals tussen racks in een datacenter, LAN's in gebouwen en opslagnetwerken |
De getalswaarden zijn typische ordegroottes en variëren per procesgeneratie en product.