על פי המצבים השונים של חלוקת אינדקס שבירה, סיבים מרובי מצב ניתן לחלק סיבים multimode מסוג שלב סיבים רב-מצביים וסיבים רב-מצביים מסוג הדרגתי. בגלל עקרונות העבודה השונים שלהם, יש הבדלים ביישומים שלהם.
עקרון עבודה ויישום של סיבים מרובי מצבים מסוג שלב
קיימת התפלגות אחידה של אינדקס שבירה בסיבים מסוג שלב. מכיוון שמדד שבירה בחיפוי נמוך, כל אחד אומר, מדד שבירה הליבה הוא גבוה יותר מזה של חיפוי, כך מדד שבירה בגבול בין הליבה חיפוי יורד בחדות, ובכך יוצר שלב. עבור סיבים מסוג שלב מרובה מצבים, האור מתקדם לאורך ציר הסיבים בהתאם לעקרון ההשתקפות הכוללת. ביניהם, נתיבי שידור האור לתוך הסיב האופטי עם זוויות אירוע שונות שונים. למרות שאור האירוע משדר באותה מהירות בקצה הקלט, לוקח זמן שונה להגיע לקצה הפלט, וכתוצאה מכך פיזור הזמן, מה שמוביל להרחבה רצינית של הדופק, שהוא מה שנקרא פיזור בין מצבי.
מכיוון שהתקשורת הדיגיטלית משתמשת בפולסים קלים כדי לאותת לאורך סיבים אופטיים, פיזור מודאלי גורם לפולסים להיות מורחבים באופן חמור ולהפיץ כשהם נעים עם הסיבים. יותר מצבים הסיבים נעים יותר פולסים זה צריך ללכת. זה גם מגביל מאוד את רוחב הפס של שלב - מצב סיבים מרובי מצב. יתר על כן, פיזור בין מצב אינו מתאים לתקשורת סיבים אופטיים. עבור מערכת סיבים אופטיים דיגיטליים, כאשר הפיזור הוא רציני, זה יוביל חפיפה של פולסים, אשר יוביל ISI ולהגדיל BER. לכן, פיזור הסיבים האופטיים לא רק משפיע על יכולת השידור של סיבים אופטיים, אלא גם מגביל את מרחק הממסר של מערכת תקשורת סיבים אופטיים. בשל מגבלות אלה, סיבי שלב מרובה מצב משמשים לעתים קרובות בעלות נמוכה יחסית במערכות תקשורת על פני מרחקים קצרים (בתוך כמה קילומטרים) ומהירויות נמוכות (מתחת 8Mb /s).
עקרון עבודה ויישום של סיבים רב-מצביים מחודדים
מדד שבירה של סיבים מחודדים משתנה ברציפות על פי חוק מסוים והוא אינו אחיד. אינדקס שבירה של הסיבים המדבקים הוא הגדול ביותר בציר הסיבים והקטן ביותר ליד גבול החיפוי. במילים אחרות, אינדקס שבירה של הסיבים המדבקים פוחת עם העלייה של רדיוס הליבה. בסיבים הדרגתיים, שינוי במדד שבירה גורם לשבירה, אך לא להשתקפות מוחלטת, וכאשר האור מועבר לגבול החיפוי (עם אינדקס שבירה מינימלי), הסיבים ישברו בחזרה לציר הסיבים.
עבור סיבים מרובי מצב מחודדים, האור נע קדימה בצורה של תנודות סינוסואידיות. בדיוק כמו סוג השלב סיבים מרובי מצבים, האור השונה מתפוצץ לאורך נתיבים שונים בסיבים מרובי מצבים מדורגים. ביניהם, קצב ההתפשטות האור שונה, כי קצב האור ישתנה עם מדד שבירה של ליבת הסיבים. ככל שהאור רחוק יותר ציר הסיבים, כך המהירות תהיה גבוהה יותר. במילים אחרות, כך קטן יותר מדד שבירה, כך שיעור ההתפשטות גבוה יותר. במקביל, לסיבים הרב-מצביים המחודדים יש השפעה של מיקוד עצמי, והקרינים המתאימות בזוויות אירועים שונות יתרכזו באותה נקודה, ועיכוב הזמן של קרניים אלה שווה בערך. בגלל זה, פיזור בין מצב יכול להיות מופחת מאוד, כך רוחב הפס של סיבים מרובי מצב מחודד הוא גבוה יותר מזה של סיבים רב-מצביים שלב. כתוצאה מכך, רוב הסיבים הרב-מצביים כיום מחודדים. בהשוואה לסיבים רב-מצביים שלב, סיבים רב-מצביים מתודסים משמשים בדרך כלל במערכות תקשורת עם מרחק בינוני (10~20 כרטיסיות) וקצב שידור גבוה יחסית (34~140Mb/s), וכתוצאה מכך בעלות גבוהה יותר.
