Прадмова: Камунікацыйнае валакно дзеліцца на аднамодавае і шматмодавае валакно ў залежнасці ад колькасці рэжымаў перадачы пры даўжыні хвалі прымянення. З-за вялікага дыяметра стрыжня шматмодавага валакна яго можна выкарыстоўваць з недарагімі крыніцамі святла. Такім чынам, ён мае шырокі спектр прымянення ў сцэнарыях перадачы дадзеных на кароткія адлегласці, такіх як цэнтры апрацоўкі дадзеных і лакальныя сеткі. З хуткім развіццём будаўніцтва цэнтраў апрацоўкі дадзеных у апошнія гады, шматмодавае валакно, якое з'яўляецца асноўным напрамкам цэнтра апрацоўкі дадзеных і лакальнай вобласці сеткавых прыкладанняў, таксама адкрыла вясну, выклікаючы шырокую заклапочанасць. Сёння давайце пагаворым аб распрацоўцы шматмодавага валакна.
У адпаведнасці са стандартам ISO/IEC 11801 шматмодавае валакно дзеліцца на пяць асноўных катэгорый: OM1, OM2, OM3, OM4 і OM5. Яго адпаведнасць стандарту IEC 60792-2-10 паказана ў табліцы 1. Сярод іх OM1, OM2 адносіцца да традыцыйнага шматмодавага валакна 62,5/125 мм і 50/125 мм. OM3, OM4 і OM5 адносяцца да новага шматмодавага валакна 50/125 мм 10 Gigabit.
Першы:традыцыйнае шматмодавае валакно
Распрацоўка шматмодавага валакна пачалася ў 1970-х і 1980-х гадах. Раннія шматмодавыя валакна мелі шмат памераў, і чатыры тыпы памераў, уключаныя ў стандарты Міжнароднай электратэхнічнай камісіі (IEC), уключалі чатыры. Дыяметр абалонкі стрыжня дзеліцца на 50/125 мкм, 62,5/125 мкм, 85/125 мкм і 100/100 140 мкм. З-за вялікага памеру абалонкі стрыжня высокі кошт вытворчасці, нізкая ўстойлівасць да выгібу, колькасць рэжымаў перадачы павялічваецца, а прапускная здольнасць памяншаецца. Такім чынам, тып вялікага памеру стрыжня абалонкі паступова ліквідуецца, і паступова фарміруюцца два асноўныя памеры стрыжня абалонкі. Яны складаюць 50/125 мкм і 62,5/125 мкм адпаведна.
У ранніх лакальных сетках, каб максімальна знізіць кошт лакальнай сеткі, недарагі святлодыёд звычайна выкарыстоўваўся ў якасці крыніцы святла. З-за нізкай выходнай магутнасці святлодыёда кут разыходжання адносна вялікі . Аднак дыяметр стрыжня і лікавая апертура шматмодавага валакна 50/125 мм адносна невялікія, што не спрыяе эфектыўнай сувязі са святлодыёдам. Што тычыцца шматмодавага валакна 62,5/125 мм з вялікім дыяметрам стрыжня і лікавай апертурай, да аптычнай лініі сувязі можна падключыць большую аптычную магутнасць. Такім чынам, шматмодавае валакно 50/125 мм не выкарыстоўвалася так шырока, як шматмодавае валакно 62,5/125 мм да з'яўлення сярэдзіна 1990-х гг.
Пры бесперапынным павелічэнні хуткасці перадачы ў лакальнай сетцы з канца 20-га стагоддзя хуткасць лакальнай сеткі была вышэй за lGb/s. Прапускная здольнасць шматмодавага валакна 62,5/125 мкм са святлодыёдам у якасці крыніцы святла толькі паступова не можа задаволіць патрабаванні. Наадварот, шматмодавае валакно 50/125 мм мае меншую лікавую апертуру і дыяметр стрыжня, а таксама менш рэжымаў праводнасці. Такім чынам, рэжым дысперсія шматмодавага валакна эфектыўна памяншаецца, а прапускная здольнасць значна павялічваецца. З-за малога дыяметра стрыжня кошт вытворчасці шматмодавага валакна 50/125 мм таксама ніжэйшы, таму яно зноў шырока выкарыстоўваецца.
Стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet вызначае, што шматмодавае валакно 50/125 мм і шматмодавае валакно 62,5/125 мм можна выкарыстоўваць у якасці асяроддзя перадачы для Gigabit Ethernet. Тым не менш, для новых сетак, як правіла, пераважней шматмодавае валакно 50/125 мм.
Па-другое:шматмодавае валакно, аптымізаванае лазерам
З развіццём тэхналогіі з'явіўся 850 нм VCSEL (вертыкальны паверхневыпраменьваючы лазер). Лазеры VCSEL шырока выкарыстоўваюцца, таму што яны таннейшыя за даўгахвалевыя лазеры і могуць павялічыць хуткасць сеткі. Лазеры VCSEL шырока выкарыстоўваюцца, таму што яны таннейшыя за доўгахвалевыя лазеры. лазеры з даўжынёй хвалі і могуць павялічыць хуткасць сеткі. З-за розніцы паміж двума тыпамі святловыпраменьвальных прылад само валакно павінна быць мадыфікавана з улікам змен у крыніцы святла.
Для патрэб лазераў VCSEL Міжнародная арганізацыя па стандартызацыі/Міжнародная электратэхнічная камісія (ISO/IEC) і Альянс тэлекамунікацыйнай прамысловасці (TIA) сумесна распрацавалі новы стандарт для шматмодавага валакна з 50-мм стрыжнем. ISO/IEC класіфікуе новае пакаленне шматмодавага валакна ў катэгорыю OM3 (стандарт IEC A1a.2) у сваім новым гатунку шматмодавага валакна, якое ўяўляе сабой аптымізаванае для лазера шматмодавае валакно.
Наступнае валакно OM4 на самай справе з'яўляецца мадэрнізаванай версіяй шматмодавага валакна OM3. У параўнанні з валакном OM3, стандарт OM4 толькі паляпшае індэкс прапускной здольнасці валакна. Гэта значыць, што стандарт валакна OM4 палепшыў прапускную здольнасць эфектыўнага рэжыму (EMB) і поўную прапускную здольнасць ін'екцыі (OFL) пры 850 нм у параўнанні з валакном OM3. Як паказана ў табліцы 2 ніжэй.
Ёсць шмат рэжымаў перадачы ў шматмодавым валакне, і праблема супраціву выгібу валакна таксама выклікана. Калі валакно сагнута, у рэжыме высокага парадку лёгка адбываецца ўцечка, што прыводзіць да страты сігналу, гэта значыць, страты валакна пры выгібе. З ростам колькасці сцэнарыяў прымянення ў памяшканнях праводка шматмодавага валакна ў вузкім асяроддзі паставіла наперад больш высокія патрабаванні да яго трываласці на выгіб.
У адрозненне ад простага профілю паказчыка праламлення аднамодавага валакна, профіль паказчыка праламлення шматмодавага валакна вельмі складаны і патрабуе вельмі тонкай канструкцыі і працэсу вырабу профілю паказчыка праламлення. найбольш дакладным спосабам падрыхтоўкі шматмодавага валакна з'яўляецца працэс плазменна-хімічнага асаджэння (PCVD), які прадстаўляе кампанія Changfei. Гэты працэс адрозніваецца ад іншых працэсаў тым, што ён мае пласт нанясення з некалькіх тысяч слаёў і таўшчыню ўсяго каля 1 мікрона на пласт падчас нанясенне, што дазваляе кантраляваць звыштонкую крывую паказчыка праламлення для дасягнення высокай прапускной здольнасці.
Дзякуючы аптымізацыі профілю паказчыка праламлення шматмодавага валакна, неадчувальнае да выгібу шматмодавае валакно мае значнае паляпшэнне ўстойлівасці да выгібу, як паказана на малюнку 1 ніжэй.
Малюнак 1. Параўнанне характарыстык макразгібу паміж устойлівым да выгібу шматмодавым валакном і звычайным шматмодавым валакном
Трэці:новае шматмодавае валакно (OM5)
Валакно OM3 і валакно OM4 - гэта шматмодавае валакно, якое ў асноўным выкарыстоўваецца ў дыяпазоне 850 нм. Паколькі хуткасць перадачы працягвае расці, толькі аднаканальная канструкцыя дыяпазону прывядзе да ўсё больш і больш інтэнсіўных выдаткаў на праводку, а звязаныя з гэтым выдаткі на кіраванне і тэхнічнае абслугоўванне будуць адпаведна павялічвацца .Такім чынам, спецыялісты спрабуюць укараніць канцэпцыю мультыплексавання з падзелам даўжыні хвалі ў сістэму шматмодавай перадачы. Калі па адным валакне можа перадавацца некалькі даўжынь хваль, адпаведная колькасць паралельных валокнаў і кошт пракладкі і абслугоўвання могуць быць значна зменшаны. У гэтым кантэксце з'явілася валакно OM5.
Шматмодавае валакно OM5 заснавана на валакне OM4, якое пашырае канал з высокай прапускной здольнасцю і падтрымлівае дадаткі перадачы ад 850 нм да 950 нм. Цяперашнімі асноўнымі прылажэннямі з'яўляюцца канструкцыі SWDM4 і SR4.2. SWDM4 - гэта мультыплексаванне чатырох кароткіх хваль з падзелам па даўжыні хвалі, якія складаюць 850 нм, 880 нм, 910 нм і 940 нм адпаведна. Такім чынам, аптычнае валакно можа падтрымліваць паслугі папярэдніх чатырох паралельных аптычных валокнаў. SR4.2 - гэта двуххвалевае мультыплексаванне, якое ў асноўным выкарыстоўваецца для двухнакіраванай тэхналогіі аднавалакна. OM5 можа спалучацца з лазерамі VCSEL з нізкай прадукцыйнасцю і нізкім коштам, каб лепш задаволіць сувязь на кароткіх адлегласцях, напрыклад, у цэнтрах апрацоўкі дадзеных. Табліца 3 ніжэй прыведзена параўнанне асноўных характарыстык прапускной здольнасці для валокнаў OM4 і OM5.
У цяперашні час валакно OM5 выкарыстоўваецца ў якасці новага тыпу шматмодавага валакна высокага класа. Адным з найбуйнейшых бізнес-кейсаў з'яўляецца камерцыйны кейс OM5 для галоўнага цэнтра апрацоўкі дадзеных Changfei і China Railways Corporation. Цэнтр апрацоўкі дадзеных арыентаваны на перавагі прыкладанняў Валакно OM5 у сістэме дзялення па даўжыні хвалі SR4.2. Ён дасягае максімальнай ёмістасці сувязі пры найменшых выдатках і рыхтуецца да далейшай хуткасці абнаўлення ў будучыні. У будучыні хуткасць будзе павялічана да 100 Гбіт/с і нават да 400 Гбіт. /s, або шырокапалосныя праграмы, больш не могуць замяніць оптавалакно, значна зніжаючы будучыя выдаткі на мадэрнізацыю.
Рэзюмэ: Паколькі попыт на прыкладанні працягвае расці, шматмодавае валакно рухаецца да нізкіх страт на выгіне, высокай прапускной здольнасці і шматхвалевага мультыплексавання. Сярод іх найбольш патэнцыйным прымяненнем з'яўляецца валакно OM5, якое мае аптымальную прадукцыйнасць сучаснага шматмодавага валакна, і забяспечвае магутнае валаконна-аптычнае рашэнне для сістэм з некалькімі даўжынямі хваль 100 Гбіт/с і 400 Гбіт/с у будучыні. Акрамя таго, для таго, каб задаволіць патрабаванні да высакахуткаснай, высокапрапускной здольнасці і недарагой сувязі з цэнтрам апрацоўкі дадзеных, новая шматмодавая таксама распрацоўваюцца валакна, такія як адзінкавыя шматмодавыя валакна агульнага прызначэння. У будучыні Changfei выпусціць больш новых рашэнняў для шматмодавага валакна з галіновымі аналагамі, прыносячы новыя прарывы і зніжаючы выдаткі ў цэнтрах апрацоўкі дадзеных і валаконна-аптычных злучэннях.