「マルチモード」と「シングルモード」パッチコードの違いは何ですか?

この2種類のケーブルをセンシングシステムで混在できないのはなぜですか? 間違った接続をした場合、どうなりますか?

ファイバーオプティックセンシングシステムでは、シングルモード(SM)ファイバーとマルチモード(MM)ファイバーを混在させることは、深刻な信号劣化やシステム全体の故障につながる重大なエラーとなります。

それらを混在できない根本的な理由は、それらの物理的な構造と光の伝播方法にあります。シングルモードファイバー(通常9/125μm)のコア径は約9ミクロンであるのに対し、マルチモードファイバー(通常50/125μmまたは62.5/125μm)のコア径はそれよりはるかに大きいです。

誤って接続した場合に起こることは以下の通りです。

1. 光パワー損失(「漏斗」効果)

  • マルチモードからシングルモードへ: これは最も壊滅的なシナリオです。広口のバケツ(MMコア)から細いストロー(SMコア)に水を注ごうとするのを想像してみてください。光のほとんどはSMファイバーのクラッドに当たり、失われます。これにより、非常に高い挿入損失(しばしば10dBから20dB)が発生し、通常、FBG(ファイバーブラッググレーティング)インターロゲーターは戻り信号を検出できなくなります。
  • シングルモードからマルチモードへ: 光は物理的に大きなMMコアに容易に入射しますが、複数のモードを励起します。しかし、FBGセンシングシステム、特にOFSCN®高精度センサーを使用するシステムは、シングルモード動作のために設計されています。

2. モード分散と信号の乱れ

FBG(ファイバーブラッググレーティング)のようなセンシングシステムでは、反射波長の正確な測定に依存しています。

  • シングルモードファイバーは光の経路を1つだけ許容するため、パルスはシャープに保たれ、波長ピークは明確になります。
  • マルチモードファイバーは、光が異なる速度で複数の経路(モード)を伝播することを可能にします。SMセンシング回路にMMファイバーを導入すると、反射ピークが歪み、広がり、「ノイズが多く」なり、インターロゲーターが正確な温度またはひずみ読み取り値を提供することが不可能になります。

3. コネクタの互換性

ファイバーが無理に接続されたとしても、物理的なコネクタはしばしば色分けされ、研磨が異なっています(例:SM/PCは青、SM/APCは緑、MMはベージュ/アクア)。誤って接続すると、OFSCN®センサーの繊細な端面やインターロゲーターのポートが損傷する可能性があります。

技術的推奨事項

OFSCN® FBG温度センサーOFSCN® FBGひずみセンサーを使用した高性能FBGセンシングには、パッチコードやピグテールを含む光路全体が、信号の整合性と測定精度を維持するために、**シングルモード(SM)**ファイバーのみで構成されていることを確認する必要があります。

当社のセンシングファイバーの標準仕様はこちらでご覧いただけます。
OFSCN®特殊ファイバーおよびケーブル