So sánh chi tiết Module quang Singlemode và Module quang Multimode

• So sánh Module quang Singlemode và Module quang Multimode

• Để có thể phân biệt được hai loại module quang này, trước hết chúng ta cần hiểu rõ bản chất của từng loại. Tên gọi "Singlemode" và "Multimode" thực chất không phải để chỉ bản thân cái module, mà là để chỉ loại cáp quang mà module đó được thiết kế để hoạt động cùng. Một module quang Singlemode sẽ được dùng với cáp quang Singlemode, Module quang Multimode sẽ sử dụng cáp quang Multimode. Sự khác biệt nằm ở cách chúng truyền dẫn tín hiệu ánh sáng là khác nhau.

• Module quang Singlemode là gì?

• Khi bạn đang chiếu một tia laser siêu mảnh, đi qua một đường ống cực hẹp. Tia sáng đó sẽ đi thẳng một mạch từ đầu này đến đầu kia mà không bị va đập hay phản xạ vào thành ống. Đó chính là nguyên lý hoạt động của module quang Singlemode.

​

• Module quang Singlemode (SMF - Single-Mode Fiber) là loại module được thiết kế để phát ra một tia sáng duy nhất (một mode ánh sáng) vào lõi của sợi cáp quang Singlemode.
• Cấu tạo cốt lõi: Điểm đặc trưng nhất của hệ thống Singlemode là lõi sợi quang (core) cực kỳ nhỏ, thường chỉ có đường kính khoảng 8 đến 10 micromet (µm), phổ biến nhất là 9µm. Kích thước này chỉ lớn hơn một chút so với bước sóng ánh sáng mà nó truyền đi.
• Nguồn sáng: Để tạo ra một tia sáng hẹp và tập trung có thể đi vào lõi siêu nhỏ này, module quang Singlemode phải sử dụng nguồn phát laser công suất cao, thường là Fabry-Perot (FP), Distributed Feedback (DFB) hoặc Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) loại dùng cho Singlemode. Nguồn laser này tạo ra ánh sáng có bước sóng rất cụ thể, thường là 1310nm hoặc 1550nm.
• Nguyên lý hoạt động: Vì chỉ có một đường truyền duy nhất cho ánh sáng, tín hiệu đi trong cáp Singlemode ít bị biến dạng và suy hao hơn rất nhiều. Hiện tượng "tán sắc" (dispersion) – sự méo mó tín hiệu do các thành phần ánh sáng di chuyển với tốc độ khác nhau – được giảm thiểu tối đa. Điều này cho phép tín hiệu được truyền đi xa hơn rất nhiều và với băng thông cao hơn.

• Ưu điểm của Module quang Singlemode:

• Khoảng cách truyền cực xa: Module quang Singlemode có thể truyền tín hiệu từ vài km đến hơn 100km mà không cần bộ lặp (repeater).
• Băng thông gần như không giới hạn: Do ít bị tán sắc, Singlemode hỗ trợ băng thông cực lớn, đáp ứng tốt các nhu cầu mạng hiện tại và trong tương lai.
• Độ tin cậy cao: Tín hiệu ổn định, ít bị suy hao, đảm bảo chất lượng kết nối.

• Nhược điểm của Module quang Singlemode:

• Chi phí cao hơn: Do yêu cầu công nghệ laser chính xác và phức tạp hơn, các module quang Singlemode thường có giá thành cao hơn so với module Multimode.

• Module quang Multimode là gì?

• Bây giờ, bạn không dùng tia laser mà dùng một chiếc đèn pin thông thường chiếu vào một đường ống rộng hơn. Ánh sáng từ đèn pin sẽ tỏa ra, va đập vào thành ống và phản xạ nhiều lần trước khi đến đầu kia. Mỗi tia sáng phản xạ theo một góc khác nhau sẽ tạo thành một "mode" (đường đi) riêng. Đó chính là cách module quang Multimode hoạt động.

​

• Module quang Multimode (MMF - Multi-Mode Fiber) là loại module được thiết kế để phát ra ánh sáng đi theo nhiều đường (nhiều mode) đồng thời bên trong lõi của sợi cáp quang Multimode.
• Cấu tạo cốt lõi: Lõi sợi quang Multimode lớn hơn đáng kể so với Singlemode, thường có đường kính 50µm hoặc 62.5µm. Kích thước lớn này cho phép nhiều tia sáng (mode) cùng đi vào và truyền đi bên trong.
• Nguồn sáng: Vì không yêu cầu độ chính xác cao như Singlemode, module Multimode thường sử dụng các nguồn sáng rẻ tiền hơn như đèn LED (Light Emitting Diodes) hoặc VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers). Các nguồn sáng này tạo ra ánh sáng có bước sóng ngắn hơn, thường là 850nm hoặc 1300nm.
• Nguyên lý hoạt động: Khi nhiều mode ánh sáng di chuyển đồng thời trong lõi, chúng sẽ đi theo các con đường có chiều dài khác nhau. Tia sáng đi thẳng theo trục sẽ đến đích trước, trong khi các tia sáng phản xạ ở góc lớn hơn sẽ đi quãng đường dài hơn và đến đích sau. Sự chênh lệch về thời gian này gây ra hiện tượng gọi là "tán sắc đa mode" (modal dispersion), làm tín hiệu bị "nhòe" đi và yếu dần. Đây chính là yếu tố giới hạn khoảng cách truyền của hệ thống Multimode.
• Các thế hệ cáp quang Multimode:
• Để khắc phục nhược điểm về khoảng cách, cáp quang Multimode đã được cải tiến qua nhiều thế hệ (được ký hiệu là OM - Optical Multimode)
• OM1 (62.5µm): Thế hệ cũ, thường có vỏ màu cam, hỗ trợ 1Gbps ở khoảng cách tối đa 275m.
• OM2 (50µm): Cải tiến hơn, vỏ màu cam, hỗ trợ 1Gbps lên đến 550m.
• OM3 (50µm, tối ưu cho laser): Vỏ màu xanh ngọc (Aqua), hỗ trợ 10Gbps lên đến 300m.
• OM4 (50µm, cải tiến từ OM3): Vỏ màu xanh ngọc hoặc hồng (Erika Violet), hỗ trợ 10Gbps lên đến 400m và 40/100Gbps lên đến 150m.
• OM5 (50µm, Wideband): Vỏ màu xanh lá mạ (Lime Green), được thiết kế để hỗ trợ công nghệ SWDM (Shortwave Wavelength Division Multiplexing), cho phép truyền nhiều tín hiệu trên cùng một sợi quang, tăng băng thông mà không cần thêm cáp.

• Ưu điểm của Module quang Multimode:

• Chi phí thấp: Các module quang Multimode và hệ thống liên quan (đầu nối, dây nhảy) thường rẻ hơn đáng kể so với Singlemode.
• Dễ dàng lắp đặt: Lõi lớn hơn giúp việc kết nối và đấu nối dễ dàng hơn, ít yêu cầu độ chính xác tuyệt đối.

• Nhược điểm của Module quang Multimode:

• Khoảng cách truyền ngắn: Bị giới hạn bởi tán sắc đa mode, Multimode chỉ phù hợp cho các kết nối trong phạm vi ngắn (thường dưới 2km, và phổ biến nhất là dưới 550m).
• Băng thông thấp hơn: So với Singlemode, băng thông của Multimode bị giới hạn khi khoảng cách tăng lên.

• Sự khác nhau giữa Module quang Singlemode và Module quang Multimode

• Bảng so sánh cơ bản giữ Module quang singlemode và Module quang multimode

• So sánh về Thông số kỹ thuật giữa Module quang singlemode và Module quang multimode

• 1. Cấu trúc lõi sợi quang

• Đây là sự khác biệt vật lý cơ bản nhất.
• Singlemode: Với lõi chỉ 9µm, nó giống như một đường cao tốc một làn chuyên dụng. Chỉ có một loại "xe" (tia sáng) được phép đi, và nó đi thẳng một mạch, không bị cản trở, đạt tốc độ tối đa và đi được quãng đường rất xa.
• Multimode: Với lõi 50µm hoặc 62.5µm, nó giống như một đại lộ trong thành phố với nhiều làn xe. Rất nhiều loại "xe" (tia sáng) có thể cùng đi, nhưng chúng liên tục chuyển làn, va chạm (phản xạ), tạo ra "ùn tắc" (tán sắc) và không thể đi nhanh và xa được.

• 2. Nguồn phát sáng: 

• Singlemode: Tạo ra một viên đạn (tia sáng) duy nhất, cực kỳ tập trung, có thể bắn trúng mục tiêu (lõi 9µm) ở khoảng cách rất xa. Công nghệ này đòi hỏi độ chính xác cao nên chi phí sản xuất module cũng cao hơn.
• Multimode: Sử dụng LED hoặc VCSEL bắn ra một chùm nhiều tia sáng tỏa ra xung quanh, dễ dàng bắn trúng mục tiêu lớn (lõi 50µm) ở cự ly gần. Công nghệ này đơn giản và rẻ tiền hơn nhiều.

• 3. Khoảng cách truyền dẫn:

• Singlemode: Là một vận động viên marathon. Nó có thể bền bỉ chạy hàng chục, thậm chí hàng trăm kilomet mà không kiệt sức. Nếu bạn cần kết nối giữa hai tòa nhà cách nhau 5km, hay kết nối trung tâm dữ liệu ở hai thành phố khác nhau, Singlemode là lựa chọn duy nhất.
• Multimode: Là một vận động viên chạy nước rút. Nó cực kỳ nhanh và hiệu quả trong cự ly ngắn (vài trăm mét). Nếu bạn chỉ cần kết nối các máy chủ đến switch trong cùng một tủ rack, hoặc kết nối giữa các tầng trong một tòa nhà, Multimode là giải pháp kinh tế và hiệu quả.

• 4. Băng thông:

• Singlemode: Vì tín hiệu đi thẳng và ít bị biến dạng, nó có khả năng mang một lượng dữ liệu khổng lồ. Băng thông của nó gần như là "vô hạn" theo lý thuyết, chỉ bị giới hạn bởi các thiết bị phát và thu ở hai đầu.
• Multimode: Hiện tượng tán sắc đa mode là kẻ thù của băng thông. Càng đi xa, tín hiệu càng bị "nhòe" đi, làm giảm khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao. Đó là lý do tại sao cáp OM3 có thể hỗ trợ 10Gbps ở 300m, nhưng nếu kéo dài ra 400m, bạn có thể sẽ gặp lỗi.

• 5. Suy hao và Tán sắc: 

• Singlemode: Ít bị ảnh hưởng bởi tán sắc đa mode (vì chỉ có một mode). Kẻ thù chính của nó là "tán sắc màu", xảy ra khi các bước sóng hơi khác nhau trong cùng một tia laser di chuyển với tốc độ khác nhau. Tuy nhiên, hiện tượng này có thể kiểm soát được bằng công nghệ laser hiện đại.
• Multimode: Kẻ thù lớn nhất là "tán sắc đa mode" như đã giải thích. Đây là yếu tố chính giới hạn hiệu suất của toàn bộ hệ thống Multimode

• Viễn Thông 3A chuyên cung cấp Thiết bị quang, Cáp quang, Module quang, Dây nhảy quang Chính hãng

1. HOTLINE: 0983.699.563
2. Email: 3a.vienthong@gmail.com
3. Wedsite: vienthong3a.com