マルチモードとシングルモードのファイバーの違い

ファイバーを使用してネットワークを配線する場合、シングルモードとマルチモードのファイバーの違いは何ですか？いつどちらを使用する必要がありますか？どちらかに互換性や速度の問題がありますか？

主な違い：シングルモードファイバーは、マルチモードファイバーよりも電力損失特性が低いため、光はマルチモードファイバーよりも長い距離を通過できます。当然のことながら、シングルモードファイバを駆動するために必要な光学系は、特にさまざまな状況を考慮すると、はるかに高価です。

それぞれを使用する場合：シングルモードファイバと最新のマルチモードファイバの両方が10Gの速度を処理できます。考慮すべき最も重要なことは、距離の要件です。データセンター内では、300〜400メートルを取得できるマルチモードを使用するのが一般的です。非常に長い距離を走っている場合、またはより長い距離を接続している場合、シングルモードでは10km、40km、80km、さらに遠くまで移動できます-必要な距離に適切な光学機器を使用するだけで、価格がそれに応じて上がります。

互換性の問題：互換性がありません。2つのエンドポイント間でマルチモードファイバとシングルモードファイバを混在させることはできません。光学系にも互換性がありません。

一般に、繊維についてはもっと多くのことを言いますが、これがあなたの直接の質問に答えることを願っています。

マルチモードファイバー（MMF）は、はるかに大きなコアを使用し、通常、より長い波長の光を使用します。このため、MMFで使用される光学系には、レーザーからの光を収集する高い能力があります。実際には、これは光学系が安価であることを意味します。

シングルモードファイバー（SMF）には、使用する光学素子の許容誤差がはるかに厳しいものがあります。コアは小さく、レーザーの波長は狭くなっています。これは、SMFがより高い帯域幅とはるかに長い伝送距離を実現できることを意味します。

多くのお客様が10 GBの角を曲がったところで、どこでも接続にSMFを使用することを推奨し始めました。プロジェクトの一部としてインストールされた場合、MMFと比較してSMFの追加コストは無視できます。また、数年で速度をアップグレードするためにMMFファイバープラントをリッピングする必要がなくなります。

[MMF] 長い波長（850nm）、はるかに広いビーム対[SMF]短い波長（1310nm-15 ?? nm）、狭いビーム。

誰も触れていない重要な違いは「モード分散」です。これは、光がファイバをどのように通過するかを表すための空想用語です。このページでは、さらに詳しく説明します。最初の写真はそれを要約しています... MMはファイバーの端で跳ね返り、遠端で光の分散を引き起こします。なぜなら、中心を下った光子は、多く跳ねたものよりも短い距離を移動したからです。一端に入る1nsパルスは、もう一方の端でクリーンな1nsパルスとして終了しません。SMFでは、ファイバーの直径がはるかに小さいため、ファイバーの中心にレーザーが正確に注入（「発射」）されるため、効果は大幅に低下します。距離が長くなると、分散は悪化します。

光ネットワークについて常に知りたいことをすべてお読みください-しかし、尋ねることを恐れていました

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まだ説明されていないいくつかのことがあります。

• シングルモードのみを使用すると、すべてに1つのファイバタイプを使用できます（光学系の数が少なく、ケーブルの種類が少なくて済みます）
• 陳腐化の可能性はありません（たとえば、OM3は3年以内に最新のように見えた）
• 40および100gのシングルペアオプションを提供
• 1＆10gのシングルファイバーオプションを提供
• 光学系はより高価ですが、2倍未満でありながら、より長いリーチを提供します（OEM光学系を購入することを忘れないでください。

もちろん、長距離側では、単一の単一モードのファイバーを介して16Tbを送信するDWDMシステムがあり（実際には常に16Tbのペアであるため）、「キャンパス」距離のDWDMシステム（40kM未満のファイバ長CWDMの場合）は経済的であり、光アンプと分散管理により、10,000kMを超えて純粋に光学的に再生される多くのマルチテラビット海底ケーブルシステムがあります。

シングルモードファイバーのコアは小さい（9ミクロン）ため、マルチモードファイバー（50、62.5）ミクロンよりも距離に対する光の回折が少なくなります。

シングルモードファイバを製造するための脆弱性とコストの増加により、使用コストが高くなります。そのため、シングルモードの距離を必要としない場合、通常マルチモードが使用されます。

通常、マルチモードの到達範囲は最大550メートルであり、シングルモードでは10,000メートルに到達する可能性があります（ERでは40,000メートル）

SMFとMMFの主な違いは？距離とコスト

シングルモードファイバーはより大きな距離の可能性があり、2メートルから10,000メートルまでの距離をサポートできます。ただし、光学系はMMF光学系の2倍のコストです。

マルチモードファイバで考慮すべきことの1つは、適切なファイバのグレードです。OM1ファイバーを90年代半ばに敷設した多くのお客様に話を聞きましたが、同じファイバー上で10GbEを実行したいのですが、このファイバーが10GbEを26mまでしかサポートしていないことに非常に不満を感じています。

ギガビットSX-LC Mini-GBICは、マルチモードファイバーで最大550メートルの全二重ギガビットソリューションを提供します。

• 2〜220 m（コア直径62.5 µm / 160 MHz * km帯域幅）
• 2-275 m（コア直径62.5 µm / 200 MHz * km帯域幅）
• 2〜500 m（コア直径50 µm / 400 MHz * km帯域幅）
• 2〜550 m（コア直径50 µm / 500 MHz * km帯域幅）

ギガビットLX-LC Mini-GBICは、シングルモードファイバーで最大10 km、マルチモードファイバーで最大550メートルの全二重ギガビットソリューションを提供します。

• 2〜550 m（マルチモード62.5 µmコア径/ 500 MHz * km帯域幅）
• 2〜550 m（マルチモード50 µmコア径/ 400 MHz * km帯域幅）
• 2-550 m（マルチモード50 µmコア直径/ 500 MHz * km帯域幅）
• 2-10,000 m（シングルモードファイバー）

10-GbE SFP +短距離は10-Gb SR標準をサポートし、マルチモードファイバーで最大300メートルの10-Gb接続を提供します。

• 2〜26メートル（コア直径62.5 µm / 160 MHz * km帯域幅）
• 2-33メートル（62.5 µmコア直径/ 200 MHz * km帯域幅）
• 2〜66メートル（コア直径50 µm / 400 MHz * km帯域幅）
• 2〜82メートル（コア直径50 µm / 500 MHz * km帯域幅）
• 2〜300メートル（コア直径50 µm / 2000 MHz * km帯域幅）

10-GbE SFP + Long Rangeは、10-Gb LR標準をサポートし、シングルモードファイバーで最大10 kmの10-Gb接続を提供します。

多くの場合、シングルモードファイバはマルチモードファイバよりも安価です。最終的に10Gb以上になりたい1Gbファイバーネットワークを構築するとき、シングルモード.vsのファイバーのコスト（約半額）の節約がわかりました。OM3またはOM4マルチモードは、当時の（新品の）SFPのコストの増加（適切な買い物で35％程度）をカバーし、OM3またはOM4のようにリンクの長さを制限しませんでした。また、10Gbに制限されていません。また、シングルモードLXセットは10Kmになるように設計されているため（5mでも正常に動作します）、大きな損失バジェットを獲得しました。

従来の知恵はその特定の現実に追いついていません。使用済みのファイバーチャネルSFPを見ても構わないと思っている場合（私はそうでしたが、経済的な正当化の段階では使用しませんでした）、シングルモード1Gbeの価格は一気に下がります。

私の好みは、この時点でシングルモード（および、建物内では5e copper）のみを使用することです。建物間接続であるため、近いうちに25mのシングルモードファイバを使用する予定です。建物間の接続間の銅線をなくし、その直接の結果として雷雨でのトラブルを大幅に減らしました。さまざまな制約の下で、OM3 / 4マルチモードを建物内またはサーバールーム内の短い、簡単に交換できるランに使用することをおそらく検討します。（低予算）10Gbeで運用しなければならない実際の制約の下では、まだ将来の時間があります。私の意見では、マルチモードファイバは、データレートの進行に伴う短期的な購入と見なされるべきです。62.5マルチモードプラント（100Mbit、2Km、IIRC）in place-同時にインストールできたシングルモードは、今日のデータレートでも機能します。OM1は廃止されました。OM2は廃止されました。OM3はほぼ廃止されました。

10Gbの短い接続に予算が必要である場合、ファイバーは10Gbの銅線よりも望ましいと思われ、最後のチェックでの経済性はまだマルチモードをサポートしていました。ただし、シングルモードの価格プレミアムは低下すると歴史が示唆しているように、これらの経済性に注目してください。

マルチモードファイバのコアは大きいため、終端の許容値が容易になり、トランシーバーハードウェアが安価になりますが、複数の伝搬モードが可能になり、受信信号の時間スミアが発生します。この時間スミアリングを削減するためのトリックがあり、さまざまなグレードのマルチモードファイバが急増します。

そのため、従来の知恵では、ビル内またはキャンパス内でマルチモードを使用し、複数のサイト間の長距離リンクにシングルモードを使用していました。

しかし、その伝統的な知恵はますます疑問になっています。新しいマルチモード規格では、ケーブルの種類と長さに対する要求がますます厳しくなり、マルチモードケーブルプラントの将来の証明が非常に困難になっています。これは、速度が同じままでも発生する可能性があります。たとえば、初期の10ギガビットのものは比較的寛容であることが多いLX4でしたが、現代の10ギガビットマルチモードのものは通常、寛容性がはるかに低いSRです。

一方、既存のシングルモードファイバは、少なくともキャンパスの距離では、新しい標準との互換性を維持しています。

したがって、速度のアップグレードが必要になる前に無関係な理由で削除される短期インストールの場合、シングルモードとマルチモードの両方を検討し、より経済的なオプションを選択してください。長期にわたるインストールで、時間の経過に伴う高速アップグレードが必要な場合は、シングルモードを選択してください。

各モジュールのケーブル仕様を参照できます。これは、Cisco SFP + 10G仕様およびサポートケーブルからのものです。http://www.cisco.com/en/US/prod/collat​​eral/modules/ps5455/data_sheet_c78-455693.html

1000Base LX / LH SFPでMMFケーブルを正常に使用しました。モード調整パッチコードが必要です。これはい一時修正でした。正しいSFPを取得すると、すべてが正常に戻りました。

モード調整パッチコード

物理的な観点から、分散は、マルチモードファイバの速度が低下する主な理由の1つです。

距離が長くなると、光パルスがより広く、よりぼやけ、ノイズが多く、はっきりせず、識別可能になります。また、マルチモードファイバの分散は、シングルモードファイバに比べて高くなっています。分散にはさまざまな種類があります。シングルモードファイバーも分散しますが、はるかに低くなります。

マルチモードファイバは「大きな」コア（50〜60µ）のファイバです。つまり、光は複数の方法（モード）をたどってファイバを通過できます。私の例えは、あなたは大聖堂にいて、大聖堂の反対側にいる人と話すことです。エコーがたくさんあり、彼を聞くのは本当に難しいでしょう。

シングルモードファイバのコアは非常に小さくなっています（9µ）。そのため、ライトは1トラックしか追跡できません（モード）。今、あなたが同じ人に話しますが、大聖堂の代わりに、小さなパイプを通して話していると想像してください。私たちははっきりと鋭い音を出します（それは明らかではありませんが、試してみてください！）

パイプを大聖堂の最後に置いてみてください。ほとんど何も聞こえません。特定の条件（非常に短い距離）で機能する場合でも、マルチモードとシングルモードを混在させることはお勧めできません。

コアが小さいため、シングルモードファイバーとトランシーバーを作成するのは少し複雑です。しかし、SM価格はMM価格に近づく傾向があります。

パフォーマンスに関して、これは以前の回答が述べたよりも複雑です：

• 一方では、シングルモードでは、シャープでクリアな信号を使用することで、通信の実行が少し簡単になります。これが、ほとんどの人が、SMが指定された繊維長に対してより良い性能を提供すると言う理由です。
• 一方、マルチモードファイバの各モードを個別に分離できる製品があります（マルチプレーンライトコンバージョンと呼ばれます）。大聖堂を何十もの小さなパイプに分割するようなものです。

そのため、今日では、データレートパフォーマンスレコードはマルチモードファイバで実行されます...

シングルモードファイバ、SMFは、通常、マイルまたはキロメートル単位で測定されるケーブル配線に使用されます。レーザーベースの光学系は比較的高価です。SMFは通常、通信事業者や非常に大規模なキャンパス、工場で使用されます。

マルチモードファイバー、MMFは、数百フィートまたはメートル単位で測定されるケーブル配線に使用されます。LEDベースの光学系は比較的手頃な価格です。MMFは通常、高層ビルや高校などの小規模なキャンパスで使用されます。