सिंगल-मोड बनाम मल्टीमोड फाइबर

फाइबर के दो मुख्य प्रकार होते हैं, जो मुख्यतः कोर के आकार और उसमें प्रकाश के चलने के तरीके में अलग होते हैं: सिंगल-मोड और मल्टीमोड। चुनाव से दूरी, गति और लागत प्रभावित होती है। किसी लिंक के लिए सही प्रकार चुनना एक मूल कौशल है, और परीक्षा में नियमित रूप से प्रत्येक प्रकार को उसकी खूबियों से मिलाने के प्रश्न पूछे जाते हैं। यह पाठ दोनों की स्पष्ट तुलना करता है, ताकि आप इन्हें कभी न मिलाएँ।

मोड वह मार्ग है, जिस पर प्रकाश फाइबर में आगे बढ़ सकता है। चौड़ा कोर प्रकाश को कई कोणों से प्रवेश करने देता है, इसलिए प्रकाश एक साथ कई मार्गों या मोड में चलता है। बहुत संकरा कोर प्रकाश को लगभग एक सीधी दिशा में, यानी एकल मोड में, आगे बढ़ने के लिए बाध्य करता है। कोर का व्यास वह मुख्य अंतर है, जिससे प्रत्येक फाइबर प्रकार का नाम और उसका व्यवहार निर्धारित होता है।

सिंगल-मोड फाइबर (SMF) में बहुत छोटा कोर (लगभग 9 माइक्रॉन) होता है, जो केवल एक प्रकाश-पथ की अनुमति देता है। केवल एक मोड होने से प्रकाश सघन और स्पष्ट बना रहता है, इसलिए यह बहुत लंबी दूरी — कई किलोमीटर — तक बहुत अधिक बैंडविड्थ के साथ चलता है। SMF में लेज़र प्रकाश स्रोतों का उपयोग होता है और यह दूरसंचार बैकबोन, लंबे कैंपस केबल-मार्गों तथा सेवा-प्रदाता लिंक के लिए चुना जाता है।

मल्टीमोड फाइबर (MMF) में बड़ा कोर (लगभग 50 या 62.5 माइक्रॉन) होता है, जो प्रकाश को एक साथ कई मार्गों पर चलने देता है। इससे इसे बनाना सस्ता और इसके साथ काम करना आसान होता है, और यह कम लागत वाले LED या VCSEL प्रकाश स्रोतों के साथ अच्छी तरह काम करता है। लेकिन कई मार्ग इसकी दूरी सीमित कर देते हैं, इसलिए MMF इमारत या डेटा केंद्र के अंदर जैसे छोटे केबल-मार्गों के लिए उपयुक्त है, सामान्यतः कुछ सौ मीटर तक।

मल्टीमोड कम दूरी तक ही क्यों पहुँचता है? इसका कारण मोडल प्रसरण है। कई मार्गों से चलने वाला प्रकाश थोड़े अलग-अलग समय पर पहुँचता है, इसलिए एक तीखी स्पंद दूरी बढ़ने के साथ फैलकर धुंधली हो जाती है और अंततः प्राप्तकर्ता उसे स्पष्ट रूप से पढ़ नहीं पाता। सिंगल-मोड में लगभग एक ही मार्ग होता है, इसलिए उसकी स्पंदें बहुत अधिक दूरी तक तीखी बनी रहती हैं। दूरी के अंतर का मूल कारण मोडल प्रसरण ही है।

मल्टीमोड फाइबर को OM श्रेणियों — OM1, OM2, OM3, OM4 और OM5 — में वर्गीकृत किया जाता है। अधिक संख्या वाली श्रेणियाँ अधिक बैंडविड्थ और दूरी संभालती हैं। OM3 और OM4 डेटा केंद्रों में 10-गीगाबिट और उससे तेज़ लिंक के लिए सामान्य हैं और अक्सर नीला-हरा रंग के होते हैं। सिंगल-मोड फाइबर का बाहरी आवरण सामान्यतः पीला होता है। रंगों की यह पहचान तकनीशियनों को उन्हें एक नज़र में अलग बताने में मदद करती है।

मुख्य अंतर याद कर लें:

• सिंगल-मोड — छोटा कोर, लेज़र स्रोत, लंबी दूरी, अधिक लागत, पीला बाहरी आवरण।
• मल्टीमोड — बड़ा कोर, LED/VCSEL स्रोत, कम दूरी, कम लागत, नीला-हरा/नारंगी बाहरी आवरण।

दूरी और बैंडविड्थ के मामले में सिंगल-मोड बेहतर है; छोटे केबल-मार्गों में लागत के मामले में मल्टीमोड बेहतर है।

आश्चर्यजनक रूप से, सिंगल-मोड केबल मल्टीमोड जितना सस्ता हो सकता है, लेकिन सिंगल-मोड ट्रांसीवर और लेज़र अपनी सटीकता के कारण अधिक महँगे होते हैं। मल्टीमोड के सस्ते प्रकाशिकी उपकरण इमारत के अंदर के अनेक छोटे लिंक के लिए इसे किफायती बनाते हैं। इसलिए लागत का निर्णय केवल काँच पर नहीं, बल्कि प्रकाशिकी उपकरण और दूरी पर निर्भर करता है — परीक्षा में इसी सूक्ष्म अंतर की जाँच की जा सकती है।

सरल नियम यह है: लंबी दूरी के लिए सिंगल-मोड (इमारतों के बीच, शहर के पार, दूरसंचार) और छोटी दूरी के लिए मल्टीमोड (इमारत या डेटा केंद्र के भीतर) का उपयोग करें। सिंगल-मोड और मल्टीमोड खंडों को सीधे कभी न जोड़ें, क्योंकि उनके कोर एक-दूसरे से मेल नहीं खाते और लिंक विफल हो सकता है या खराब प्रदर्शन कर सकता है। पूरे केबल-मार्ग में फाइबर प्रकार, ट्रांसीवर और कनेक्टर का मिलान करें।

दोनों फाइबर प्रकार अलग-अलग प्रकाश स्रोतों के साथ काम करते हैं। सिंगल-मोड में सटीक, केंद्रित लेज़र का उपयोग होता है, जो उसके छोटे कोर में प्रकाश डालता है। मल्टीमोड में आमतौर पर सस्ते LED या VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) का उपयोग होता है, जो उसके बड़े कोर के लिए उपयुक्त हैं। यही एक कारण है कि सिंगल-मोड प्रकाशिकी उपकरण अधिक महँगे होते हैं। इसका अर्थ यह भी है कि ट्रांसीवर एक ही फाइबर प्रकार के लिए बनाया जाता है — आप मल्टीमोड मॉड्यूल को सिंगल-मोड लिंक पर मनमाने ढंग से नहीं लगा सकते।

व्यवहार में: एक इंटरनेट प्रदाता पूरे क्षेत्र से आपके मोहल्ले तक सिंगल-मोड फाइबर चलाता है; एक डेटा केंद्र कुछ मीटर की दूरी पर स्थित रैक स्विचों के बीच OM4 मल्टीमोड चलाता है; और एक कैंपस दूर स्थित दो इमारतों को सिंगल-मोड से जोड़ता है। इन उदाहरणों को पहचानने से आपको उन परिस्थिति-आधारित प्रश्नों के उत्तर देने में मदद मिलेगी, जिनमें दूरी और स्थान स्पष्ट रूप से एक फाइबर प्रकार को दूसरे की तुलना में सही बताते हैं।

आपने फाइबर के दोनों प्रकारों की तुलना की। सिंगल-मोड में छोटा कोर और एक प्रकाश-पथ होता है, इसमें लेज़र का उपयोग होता है और यह अधिक बैंडविड्थ के साथ लंबी दूरी तय करता है — इसलिए यह बैकबोन और इमारतों के बीच के लिंक के लिए आदर्श है। मल्टीमोड में कई प्रकाश-पथों वाला बड़ा कोर होता है, इसमें सस्ते LED/VCSEL प्रकाशिकी उपकरणों का उपयोग होता है और यह छोटी दूरी के लिए उपयुक्त है, क्योंकि मोडल प्रसरण दूरी बढ़ने पर इसकी स्पंदों को धुंधला कर देता है। मल्टीमोड को OM श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है (OM3/OM4 सामान्य हैं); सिंगल-मोड पीला और मल्टीमोड अक्सर नीला-हरा होता है। दूरी और स्थान के अनुसार फाइबर प्रकार चुनें।