Was ist der Unterschied zwischen „Multi-Mode“ und „Single-Mode“ Patchkabeln?

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Warum dürfen diese beiden Kabeltypen in einem Sensorsystem nicht gemischt werden? Was passiert, wenn sie falsch angeschlossen werden?

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Bei Glasfaser-Sensorsystemen ist die Vermischung von Singlemode- (SM) und Multimode-Fasern (MM) ein kritischer Fehler, der zu einer starken Signalverschlechterung oder einem vollständigen Systemausfall führt.

Der grundlegende Grund, warum sie nicht gemischt werden können, liegt in ihrer physikalischen Struktur und der Art und Weise, wie Licht durch sie hindurchtritt. Singlemode-Fasern (typischerweise 9/125μm) haben einen Kerndurchmesser von etwa 9 Mikron, während Multimode-Fasern (typischerweise 50/125μm oder 62,5/125μm) einen wesentlich größeren Kerndurchmesser aufweisen.

Dies geschieht, wenn sie falsch verbunden werden:

1. Optischer Leistungsverlust (Der „Trichter“-Effekt)

  • Von Multimode zu Singlemode: Dies ist das katastrophalste Szenario. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, Wasser aus einem breiten Eimer (MM-Kern) in einen schmalen Strohhalm (SM-Kern) zu gießen. Das meiste Licht trifft auf den Mantel der SM-Faser und geht verloren. Dies führt zu einer extrem hohen Einfügedämpfung (oft 10dB bis 20dB), die den Fiber Bragg Grating (FBG)-Interrogator normalerweise daran hindert, ein Rücksignal zu erkennen.
  • Von Singlemode zu Multimode: Während das Licht physikalisch leicht in den größeren MM-Kern eintritt, regt es mehrere Moden an. FBG-Sensorsysteme – insbesondere solche, die die hochpräzisen Sensoren von OFSCN® verwenden – sind jedoch für den Singlemode-Betrieb ausgelegt.

2. Modendispersion und Signalstörung

Bei Sensorsystemen wie FBG (Fiber Bragg Grating) ist das System auf die präzise Messung einer reflektierten Wellenlänge angewiesen.

  • Singlemode-Faser ermöglicht nur einen Lichtweg, wodurch der Puls scharf bleibt und die Wellenlängen-Spitze klar ist.
  • Multimode-Faser ermöglicht es dem Licht, sich auf mehreren Pfaden (Moden) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auszubreiten. Wenn Sie MM-Faser in einen SM-Sensorkreis einführen, wird die reflektierte Spitze verzerrt, verbreitert oder „verrauscht“, was es dem Interrogator unmöglich macht, eine genaue Temperatur- oder Dehnungsmessung zu liefern.

3. Steckkompatibilitätsprobleme

Selbst wenn die Fasern zusammengepresst werden, sind die physischen Steckverbinder oft farblich unterschiedlich codiert und unterschiedlich geschliffen (z. B. Blau für SM/PC, Grün für SM/APC und Beige/Aqua für MM). Eine falsche Verbindung kann die empfindlichen Stirnflächen der OFSCN®-Sensoren oder die Anschlüsse des Interrogators beschädigen.

Technische Empfehlung

Für leistungsstarke FBG-Messungen, wie z. B. bei der Verwendung der OFSCN® FBG Temperatursensoren oder OFSCN® FBG Dehnungssensoren, müssen Sie sicherstellen, dass der gesamte optische Pfad – einschließlich Patchkabel und Pigtails – ausschließlich aus Singlemode (SM)-Fasern besteht, um die Signalintegrität und Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten.

Sie können die Standardspezifikationen für unsere Sensorenfasern hier einsehen:
OFSCN® Spezialfasern und -kabel