Was sind Multimode-Fasern (MM)?
Multimode-Fasern (mm) verfügen über große optische Kerne, die mehrere Moden oder Lichtwege übertragen können. Zu ihren Hauptanwendungsbereichen zählen Telekommunikations- sowie Audio-/Videoverbindungen. Einige optische Fasern ebenfalls als mm-Fasern erhältlich, z. B. für medizinische Anwendungen und Laserstrahl .
Großer Kern und hohe numerische Apertur (NA)
Multi-Mode-Fasern haben einen größeren Kerndurchmesser Single-Mode-Fasern, wodurch sich mehrere Lichtmoden gleichzeitig durch die Faser ausbreiten können. Dieser größere Kerndurchmesser bedeutet Kerndurchmesser , dass Multi-Mode-Fasern Licht über größere Entfernungen übertragen Multi-Mode-Fasern als Single-Mode-Fasern, was sie ideal für den Einsatz in lokalen Netzwerken (LANs) und anderen Daten-/Telekommunikationsanwendungen macht, bei denen größere Übertragungsentfernungen erforderlich sind.
Die gängigste Art von Multimode-Faser ist die 62,5/125-Mikrometer-Faser, die einen Kerndurchmesser 62,5 Mikrometern und einen Manteldurchmesser von 125 Mikrometern aufweist. Diese Faser wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Ethernet-Netzwerke, Fiber-to-the-Home-Systeme (FTTH) und andere Kommunikationsnetze für kurze Entfernungen. In den letzten Jahren haben Fortschritte in der Multimode-Fasertechnologie die Entwicklung von Multi-Mode-Fasern mit höherer Kapazität ermöglicht, Multi-Mode-Fasern größere Bandbreiten und damit höhere Datenübertragungsraten unterstützen können. So hat beispielsweise die Entwicklung der 50/125-Mikrometer-Faser, die einen kleineren Kerndurchmesser eine höhere Bandbreite als die herkömmliche 62,5/125-Mikrometer-Faser aufweist, die Übertragung von Daten über größere Entfernungen und höhere Datenübertragungsraten ermöglicht.
Neben ihrem großen Kerndurchmesser zeichnet sich Multimode-Faser auch durch ihre hohe numerische Apertur (NA) aus, die ein Maß für die Fähigkeit der Faser ist, Licht einzufangen und zu leiten. Eine hohe NA bedeutet, dass Multimode-Faser Licht aus einem größeren Winkelbereich aufnehmen kann, wodurch sie flexibler und vielseitiger ist als Singlemode-Faser.
In Nahbereichskommunikationsanwendungen Multi-Mode-Fasern größere Bandbreiten und damit höhere Datenübertragungsraten bieten.
Einige verschiedene Anwendungsbereiche
Multi-Mode-Fasern aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen und ihrer Fähigkeit, große Datenmengen über kurze Entfernungen zu übertragen, häufig auch in industriellen und medizinischen Kommunikationsanwendungen eingesetzt. So Multi-Mode-Fasern beispielsweise in Umgebungen mit hohen Temperaturen und starker Strahlung eingesetzt werden, wie etwa in Kernkraftwerken oder in Hochenergie-Teilchenbeschleunigersystemen, wo herkömmliche Kommunikationssysteme möglicherweise nicht effektiv funktionieren können.
Darüber hinaus Multi-Mode-Fasern auch in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigungsindustrie Multi-Mode-Fasern Einsatz, wo sie eine sichere und zuverlässige Möglichkeit zur Übertragung sensibler Informationen und Daten bieten. So Multi-Mode-Fasern beispielsweise in militärischen Kommunikationsnetzen verwendet werden, wo sie zur sicheren Sprach- und Datenübertragung dienen.
Im medizinischen Bereich finden multimodalemedizinische Fasernin einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, darunter bei endoskopischen und laparoskopischen Eingriffen, wo sie dazu dienen, Licht und Bilder aus dem Körperinneren nach außen zu übertragen. Sie kommen auch in medizinischen Bildgebungsgeräten wie Computertomographen (CT) zum Einsatz, wo sie Daten von den Bildsensoren zu den Recheneinheiten übertragen.
Größere Kerne bewältigen eine höhere Leistung
Die Belastbarkeit ist ein wichtiges Merkmal von Multi-Mode-Fasern, da sie bestimmt, wie viel optische Leistung durch die Faser übertragen werden kann, ohne dass diese beschädigt wird oder die Signalqualität beeinträchtigt wird. Die Belastbarkeit einerMultimode-Faserwird von mehreren Faktoren bestimmt, darunter der Kerndurchmesser, die numerische Apertur (NA) und die Eigenschaften des für die Herstellung der Faser verwendeten Materials.
Im Allgemeinen Multi-Mode-Fasern Single-Mode-Fasern ihres größeren Kerndurchmesser ihrer höheren NA eine höhere Belastbarkeit Multi-Mode-Fasern als Single-Mode-Fasern . Der größere Kerndurchmesser Multi-Mode-Fasern die Verteilung der optischen Leistung über einen größeren Bereich, wodurch die in einem einzelnen Bereich konzentrierte Leistung verringert und das Risiko einer Beschädigung der Faser reduziert wird. Die höhere NA bedeutet zudem, dass Multi-Mode-Fasern mehr Licht einfangen und leiten Multi-Mode-Fasern , wodurch sie höhere optische Leistungen übertragen können, ohne die Faser zu beschädigen.
Multimode-Spezial optische Fasern
Neben passiven Fasern, die zur Informationsübertragung dienen, gibt es viele weitere Arten von optische Fasern, optische Fasern zusammenfassend als optische Fasern bezeichnet werden. Diese Fasern finden in einer Vielzahl von Anwendungen Einsatz, darunter Lasersystem , Laserstrahl , Materialbearbeitung, Chirurgie, Spektroskopie, LiDAR, Messtechnik und vieles mehr. Viele davon werden sowohl in Multimode- als auch in Singlemode-Ausführung hergestellt. Dazu gehören sowohl passive als auch aktive Fasern, wobei aktive Fasern mit Ionen dotiert sind Ionen Licht erzeugen und/oder verstärken.
Für Hochleistungsanwendungen wie beispielsweise das Schneiden und Schweißen von Metall optische Fasern mitunter optische Fasern eingesetzt, um die Leistung eines Faserlasers zum Schneid- bzw. Schweißkopf zu leiten. DieseLaserstrahl sind so ausgelegt, dass sie Leistungen von bis zu mehreren Kilowatt bewältigen können, ohne vorzeitig zu verdunkeln oder andere leistungsbedingte Beeinträchtigungen zu zeigen.Die NuMKW-Fasern Coherent sind herausragende Beispiele für diese Faserkategorie.
Einige praktische Hinweise
Trotz ihrer vielen Vorteile weist Multimode-Faser auch einige Einschränkungen auf, die bei der Auswahl für eine bestimmte Kommunikationsanwendung berücksichtigt werden müssen. So unterliegt Multimode-Faser beispielsweise der Modendispersion, die auftritt, wenn verschiedene Lichtmoden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch die Faser laufen und dazu führen, dass sich das Signal zeitlich ausbreitet und verzerrt wird. Dies kann insbesondere über größere Entfernungen zu erheblichen Signalverlusten und einer Verschlechterung der Signalqualität führen.
Es ist außerdem wichtig zu beachten, dass die Belastbarkeit einer Multimode-Faser durch Biegungen oder andere Formen mechanischer Beanspruchung beeinträchtigt werden kann. Biegungen und andere Formen mechanischer Beanspruchung können zu Mikrobiegungsverlusten führen, was erhebliche Signalverluste und eine Verschlechterung der Signalqualität zur Folge haben kann. Um die Auswirkungen von Mikrobiegungsverlusten zu minimieren, Multi-Mode-Fasern in der Regel in Schutzrohren oder anderen Schutzhüllen verlegt, um Schäden an der Faser zu verhindern und ihre Belastbarkeit zu erhalten.
Zusammenfassung
Multimode-Glasfaserist aufgrund ihrer Kosteneffizienz, Vielseitigkeit, einfachen Handhabung und der Fähigkeit, höhere Leistungen zu bewältigen, eine beliebte Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen. In vielen Fällen bietet der Einsatz von Multimode-Glasfaser ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit, was sie zur idealen Wahl für ein breites Anwendungsspektrum macht.