シングルモードとマルチモードの光ファイバーケーブル

シングルモード光ファイバーケーブル

シングルモードケーブルは、直径8.3～10ミクロンのガラス繊維を1本（ほとんどのアプリケーションでは2本のファイバーを使用）束ねたもので、伝送モードは1つです。シングルモードファイバーは比較的細い直径を持ち、通常は1310nmまたは1550nmの1つのモードのみが伝搬します。マルチモードファイバーよりも高い帯域幅を伝送しますが、スペクトル幅の狭い光源が必要です。シングルモードファイバーは、データがマルチ周波数（WDM波長分割多重方式）で送信される多くのアプリケーションで使用されているため、必要なケーブルは1本だけです（1本のファイバーでシングルモード）。

シングルモード光ファイバーは、マルチモード光ファイバーに比べて伝送速度が速く、伝送距離は最大50倍長くなりますが、コストも高くなります。シングルモード光ファイバーは、マルチモード光ファイバーよりもはるかに小さなコアを持っています。この小さなコアと単一の光波により、光パルスの重なりによって生じる歪みが実質的に排除され、あらゆる光ファイバーケーブルの中で最も信号減衰が少なく、最も高速な伝送速度を実現します。

シングルモード光ファイバーは、通常 1300 ～ 1320 nm の対象波長で最低次の境界モードのみが伝搬できる光ファイバーです。

マルチモード光ファイバーケーブル

マルチモード光ファイバーケーブルは、広く使用されているケーブルの一つです。マルチモードケーブルの直径はやや大きく、光伝送部品の直径は50～100ミクロン程度が一般的です（米国では62.5ミクロンが最も一般的なサイズです）。ほとんどの用途では、2芯のマルチモード光ファイバー（WDM）が使用されますが、通常はマルチモード光ファイバーは使用されません。POFは比較的新しいプラスチックベースのケーブルで、その性能はガラスケーブルと同等ですが、非常に短い距離での使用においてガラスケーブルよりも低コストです。

マルチモード光ファイバーは、媒体から高帯域幅、高速（10～100MBS、ギガビット～275m～2km）を実現します。光波はケーブルコアを通過する際に無数の経路またはパターンに散乱されます。これは、コア径が通常850nmまたは850nmであるためです。マルチモード光ファイバーの典型的なコア径は、50ミクロン、62.5ミクロン、および100ミクロンです。しかし、長距離ケーブル（3000フィート（914.4m）以上）では、複数の経路を通る光が受信側で信号に歪みをもたらし、不明瞭で不完全なデータ伝送につながる可能性があります。そのため、設計者はギガビット以上のシングルモード光ファイバーを用いた新しいアプリケーションを求めています。

比較

シングルモード光ファイバーはマルチモード光ファイバーよりも電力損失が低いため、マルチモード光ファイバーよりも長い距離を光が伝送できます。当然のことながら、シングルモード光ファイバーを駆動するために必要な光学部品はより高価です。シングルモード光ファイバーと最新のマルチモード光ファイバーはどちらも10Gの速度に対応できます。考慮すべき最も重要な点は、伝送距離の要件です。データセンター内では、300～400メートルに対応できるマルチモード光ファイバーを使用するのが一般的です。非常に長い配線がある場合や、より長距離で接続する場合は、シングルモードで10km、40km、80km、さらにそれ以上の距離を伝送できます。必要な距離に応じて適切な光学部品を使用すればよく、価格もそれに応じて高くなります。さらに、マルチモード光ファイバーとシングルモード光ファイバーには互換性がないため、2つのエンドポイント間でマルチモード光ファイバーとシングルモード光ファイバーを混在させることはできません。

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