પ્રસ્તાવના: કોમ્યુનિકેશન ફાઇબરને તેની એપ્લિકેશન તરંગલંબાઇ હેઠળ ટ્રાન્સમિશન મોડ્સની સંખ્યા અનુસાર સિંગલ મોડ ફાઇબર અને મલ્ટિમોડ ફાઇબરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. મલ્ટિમોડ ફાઇબરના મોટા કોર વ્યાસને કારણે, તેનો ઉપયોગ ઓછી કિંમતના પ્રકાશ સ્રોતો સાથે થઈ શકે છે. તેથી, તે ટૂંકા-અંતરના ટ્રાન્સમિશન દૃશ્યોમાં વિશાળ શ્રેણીની એપ્લિકેશન ધરાવે છે, જેમ કે ડેટા સેન્ટર્સ અને લોકલ એરિયા નેટવર્ક્સ. તાજેતરના વર્ષોમાં ડેટા સેન્ટરના બાંધકામના ઝડપી વિકાસ સાથે, મલ્ટિમોડ ફાઇબર, જે ડેટા સેન્ટર અને સ્થાનિક વિસ્તારની મુખ્ય ધારા છે. નેટવર્ક એપ્લીકેશન, પણ વસંતમાં પ્રવેશી છે, જેના કારણે વ્યાપક ચિંતા વધી છે. આજે, ચાલો મલ્ટિમોડ ફાઇબરના વિકાસ વિશે વાત કરીએ.
પ્રમાણભૂત ISO/IEC 11801 સ્પષ્ટીકરણ અનુસાર, મલ્ટિમોડ ફાઇબરને પાંચ મુખ્ય શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: OM1, OM2, OM3, OM4 અને OM5. IEC 60792-2-10 સાથે તેનો પત્રવ્યવહાર કોષ્ટક 1 માં દર્શાવેલ છે. તેમાંથી OM1, OM2 પરંપરાગત 62.5/125mm અને 50/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો સંદર્ભ આપે છે. OM3, OM4 અને OM5 નવા 50/125mm 10 Gigabit મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો સંદર્ભ આપે છે.
પ્રથમ:પરંપરાગત મલ્ટિમોડ ફાઇબર
મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો વિકાસ 1970 અને 1980 ના દાયકામાં શરૂ થયો. પ્રારંભિક મલ્ટિમોડ ફાઇબર્સમાં ઘણા કદનો સમાવેશ થાય છે, અને ઇન્ટરનેશનલ ઇલેક્ટ્રોટેકનિકલ કમિશન (IEC) ધોરણોમાં સમાવિષ્ટ ચાર પ્રકારના કદમાં ચારનો સમાવેશ થાય છે. કોર ક્લેડીંગ વ્યાસને 50/125 μm, 62.5/125 μm, 85/125 μm અને 100/માં વહેંચવામાં આવે છે. 140 μm. કોર ક્લેડીંગના મોટા કદના કારણે, ઉત્પાદન ખર્ચ ઊંચો છે, બેન્ડિંગ પ્રતિકાર નબળી છે, ટ્રાન્સમિશન મોડ્સની સંખ્યા વધી છે, અને બેન્ડવિડ્થમાં ઘટાડો થયો છે. તેથી, મોટા કોર ક્લેડીંગ કદનો પ્રકાર ધીમે ધીમે દૂર થાય છે, અને બે મુખ્ય કોર ક્લેડીંગ કદ ધીમે ધીમે રચાય છે. તેઓ અનુક્રમે 50/125 μm અને 62.5/125 μm છે.
શરૂઆતના લોકલ એરિયા નેટવર્કમાં, લોકલ એરિયા નેટવર્કની સિસ્ટમની કિંમતને શક્ય તેટલી ઓછી કરવા માટે, ઓછી કિંમતની એલઇડીનો સામાન્ય રીતે પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ થતો હતો. ઓછી એલઇડી આઉટપુટ પાવરને લીધે, ડાયવર્જન્સ એંગલ પ્રમાણમાં મોટો હોય છે. . જો કે, 50/125mm મલ્ટી-મોડ ફાઇબરનો મુખ્ય વ્યાસ અને સંખ્યાત્મક છિદ્ર પ્રમાણમાં નાનું છે, જે LED સાથે કાર્યક્ષમ જોડાણ માટે અનુકૂળ નથી. મોટા કોર વ્યાસ અને સંખ્યાત્મક છિદ્ર સાથે 62.5/125mm મલ્ટી-મોડ ફાઇબર માટે, વધુ ઓપ્ટિકલ પાવરને ઓપ્ટિકલ લિંક સાથે જોડી શકાય છે. તેથી, 50/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો ઉપયોગ પહેલાં 62.5/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબર જેટલો વ્યાપકપણે થતો ન હતો. 1990 ના દાયકાના મધ્યમાં.
20મી સદીના અંતથી LAN ટ્રાન્સમિશન રેટમાં સતત વધારા સાથે, LAN lGb/s દરથી ઉપર વિકસાવવામાં આવ્યું છે. પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે LED સાથે 62.5/125μm મલ્ટિમોડ ફાઇબરની બેન્ડવિડ્થ ધીમે ધીમે જરૂરિયાતોને પૂરી કરવામાં અસમર્થ છે. તેનાથી વિપરિત, 50/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબરમાં નાની સંખ્યાત્મક છિદ્ર અને કોર વ્યાસ અને ઓછા વહન મોડ્સ છે. તેથી, મોડ મલ્ટિ-મોડ ફાઇબરનું વિક્ષેપ અસરકારક રીતે ઘટાડવામાં આવે છે, અને બેન્ડવિડ્થ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. નાના કોર વ્યાસને લીધે, 50/125mm મલ્ટિ-મોડ ફાઇબરની ઉત્પાદન કિંમત પણ ઓછી છે, તેથી તેનો ફરીથી વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
IEEE 802.3z ગીગાબીટ ઈથરનેટ સ્ટાન્ડર્ડ સ્પષ્ટ કરે છે કે 50/125mm મલ્ટિમોડ અને 62.5/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબરનો ઉપયોગ ગીગાબીટ ઈથરનેટ માટે ટ્રાન્સમિશન મીડિયા તરીકે થઈ શકે છે. જો કે, નવા નેટવર્ક માટે, 50/125mm મલ્ટિમોડ ફાઇબર સામાન્ય રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે.
બીજું:લેસર ઑપ્ટિમાઇઝ મલ્ટિમોડ ફાઇબર
ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, 850 nm VCSEL (વર્ટિકલ કેવિટી સરફેસ એમિટિંગ લેસર) દેખાયા. VCSEL લેસરોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે લાંબા-તરંગલંબાઈના લેસરો કરતાં સસ્તી છે અને નેટવર્કની ઝડપમાં વધારો કરી શકે છે. VCSEL લેસરોનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે લાંબા સમય સુધી સસ્તા હોય છે. તરંગલંબાઇના લેસરો અને નેટવર્કની ઝડપમાં વધારો કરી શકે છે. બે પ્રકારના પ્રકાશ ઉત્સર્જિત ઉપકરણો વચ્ચેના તફાવતને કારણે, પ્રકાશ સ્ત્રોતમાં ફેરફારોને સમાવવા માટે ફાઇબરમાં જ ફેરફાર કરવો આવશ્યક છે.
VCSEL લેસરોની જરૂરિયાતો માટે, ઈન્ટરનેશનલ ઓર્ગેનાઈઝેશન ફોર સ્ટાન્ડર્ડાઈઝેશન/ઈન્ટરનેશનલ ઈલેક્ટ્રોટેકનિકલ કમિશન (ISO/IEC) અને ટેલિકોમ્યુનિકેશન ઈન્ડસ્ટ્રી એલાયન્સ (TIA) એ સંયુક્ત રીતે 50mm કોર સાથે મલ્ટિમોડ ફાઈબર માટે એક નવું ધોરણ તૈયાર કર્યું છે. ISO/IEC નવી પેઢીનું વર્ગીકરણ કરે છે. તેના નવા મલ્ટિમોડ ફાઇબર ગ્રેડમાં OM3 કેટેગરીમાં (IEC સ્ટાન્ડર્ડ A1a.2) મલ્ટિમોડ ફાઇબર, જે લેસર-ઑપ્ટિમાઇઝ મલ્ટિમોડ ફાઇબર છે.
અનુગામી OM4 ફાઈબર વાસ્તવમાં OM3 મલ્ટિમોડ ફાઈબરનું અપગ્રેડેડ વર્ઝન છે. OM3 ફાઈબરની સરખામણીમાં, OM4 સ્ટાન્ડર્ડ માત્ર ફાઈબર બેન્ડવિડ્થ ઈન્ડેક્સમાં સુધારો કરે છે. એટલે કે, OM4 ફાઈબર સ્ટાન્ડર્ડે અસરકારક મોડ બેન્ડવિડ્થ (EMB) અને સંપૂર્ણ ઈન્જેક્શન બેન્ડવિડ્થમાં સુધારો કર્યો છે. (OFL) OM3 ફાઇબરની સરખામણીમાં 850 nm પર. નીચે કોષ્ટક 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
મલ્ટિમોડ ફાઇબરમાં ટ્રાન્સમિશનના ઘણા મોડ્સ છે, અને ફાઇબરના બેન્ડિંગ પ્રતિકારની સમસ્યા પણ લાવવામાં આવે છે. જ્યારે ફાઈબર વળેલું હોય છે, ત્યારે હાઈ-ઓર્ડર મોડ સરળતાથી લીક થઈ જાય છે, જેના પરિણામે સિગ્નલની ખોટ થાય છે, એટલે કે ફાઈબરનું બેન્ડિંગ નુકશાન થાય છે. ઇન્ડોર એપ્લિકેશનના દૃશ્યોની વધતી જતી સંખ્યા સાથે, સાંકડા વાતાવરણમાં મલ્ટિમોડ ફાઈબરના વાયરિંગને કારણે તેના બેન્ડિંગ પ્રતિકાર માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓને આગળ ધપાવો.
સિંગલ-મોડ ફાઇબરની સરળ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રોફાઇલથી વિપરીત, મલ્ટિમોડ ફાઇબરની રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રોફાઇલ ખૂબ જ જટિલ છે, જેમાં અત્યંત સુંદર રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રોફાઇલ ડિઝાઇન અને ફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયાની જરૂર છે. આંતરરાષ્ટ્રીય મુખ્ય પ્રવાહની વર્તમાન ચાર મુખ્ય પ્રિફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયામાં, મલ્ટિમોડ ફાઇબરની સૌથી સચોટ તૈયારી એ પ્લાઝ્મા કેમિકલ વેધર ડિપોઝિશન (PCVD) પ્રક્રિયા છે, જે ચાંગફેઇ કંપની દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા અન્ય પ્રક્રિયાઓથી અલગ પડે છે કારણ કે તેમાં કેટલાક હજાર સ્તરોનું ડિપોઝિશન લેયર હોય છે અને પ્રતિ સ્તર માત્ર 1 માઇક્રોનની જાડાઈ હોય છે. ડિપોઝિશન, ઉચ્ચ બેન્ડવિડ્થ હાંસલ કરવા માટે અલ્ટ્રા-ફાઇન રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કર્વ નિયંત્રણને સક્ષમ કરે છે.
મલ્ટીમોડ ફાઇબરની રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રોફાઇલને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, બેન્ડિંગ-અસંવેદનશીલ મલ્ટિમોડ ફાઇબર બેન્ડિંગ પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે, નીચે આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
ફિગ.1 બેન્ડિંગ-રેઝિસ્ટન્ટ મલ્ટિમોડ ફાઇબર અને પરંપરાગત મલ્ટિમોડ ફાઇબર વચ્ચે મેક્રોબેન્ડ પ્રદર્શનની સરખામણી
ત્રીજો:નવા મલ્ટિમોડ ફાઇબર (OM5)
OM3 ફાઇબર અને OM4 ફાઇબર એ મલ્ટીમોડ ફાઇબર છે જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે 850nm બેન્ડમાં થાય છે. જેમ જેમ ટ્રાન્સમિશન રેટ સતત વધતો જાય છે, માત્ર સિંગલ-ચેનલ બેન્ડ ડિઝાઇનને કારણે વાયરિંગના વધુ અને વધુ સઘન ખર્ચ થશે, અને સંબંધિત મેનેજમેન્ટ અને જાળવણી ખર્ચ તે મુજબ વધશે. .તેથી, ટેકનિશિયનો મલ્ટિમોડ ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમમાં તરંગલંબાઇ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ખ્યાલ રજૂ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. જો એક ફાઇબર પર બહુવિધ તરંગલંબાઇ પ્રસારિત કરી શકાય છે, તો સમાંતર ફાઇબરની અનુરૂપ સંખ્યા અને બિછાવે અને જાળવણીનો ખર્ચ ઘણો ઘટાડી શકાય છે. આ સંદર્ભમાં, OM5 ફાઇબર અસ્તિત્વમાં આવ્યું.
OM5 મલ્ટિમોડ ફાઇબર OM4 ફાઇબર પર આધારિત છે, જે ઉચ્ચ-બેન્ડવિડ્થ ચેનલને પહોળી કરે છે અને 850nm થી 950nm સુધી ટ્રાન્સમિશન એપ્લિકેશનને સપોર્ટ કરે છે. વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહની એપ્લિકેશનો SWDM4 અને SR4.2 ડિઝાઇન છે. SWDM4 એ ચાર ટૂંકા તરંગોનું એક તરંગલંબાઇ વિભાજન છે, જે અનુક્રમે 850 nm, 880 nm, 910 nm અને 940 nm છે. આ રીતે, એક ઓપ્ટિકલ ફાઈબર અગાઉના ચાર સમાંતર ઓપ્ટિકલ ફાઈબરની સેવાઓને સમર્થન આપી શકે છે. SR4.2 એ બે-તરંગલંબાઇ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ છે, જે મુખ્યત્વે સિંગલ-ફાઇબર બાયડાયરેક્શનલ ટેક્નોલોજી માટે વપરાય છે. ડેટા સેન્ટર્સ જેવા ટૂંકા-અંતરના સંદેશાવ્યવહારને વધુ સારી રીતે પહોંચી વળવા માટે OM5 ને ઓછા પ્રદર્શન અને ઓછી કિંમત સાથે VCSEL લેસર સાથે મેચ કરી શકાય છે. નીચે કોષ્ટક 3 છે. OM4 અને OM5 ફાઇબર માટે મુખ્ય બેન્ડવિડ્થ વિશિષ્ટતાઓની સરખામણી.
હાલમાં, OM5 ફાઇબરનો ઉપયોગ નવા પ્રકારના ઉચ્ચ-અંતિમ મલ્ટિમોડ ફાઇબર તરીકે કરવામાં આવે છે. સૌથી મોટા વ્યવસાયિક કેસોમાંનો એક ચાંગફેઇ અને ચાઇના રેલ્વે કોર્પોરેશનના મુખ્ય ડેટા સેન્ટરનો OM5 કોમર્શિયલ કેસ છે. ડેટા સેન્ટરનો હેતુ એપ્લીકેશનના ફાયદાઓ પર છે. SR4.2 ની વેવલેન્થ ડિવિઝન સિસ્ટમમાં OM5 ફાઇબર. તે સૌથી ઓછા ખર્ચે મહત્તમ ક્ષમતા સંચાર પ્રાપ્ત કરે છે અને ભવિષ્યમાં વધુ અપગ્રેડ રેટ માટે તૈયારી કરે છે. ભાવિ દર 100Gb/s અથવા તો 400Gb સુધી વધારવામાં આવશે. /s, અથવા વાઈડબેન્ડ એપ્લીકેશન, ફાઈબરને હવે બદલી શકશે નહીં, જે ભવિષ્યના અપગ્રેડ ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરશે.
સારાંશ: એપ્લીકેશનની માંગ સતત વધી રહી છે, મલ્ટિમોડ ફાઈબર લો બેન્ડ લોસ, હાઈ બેન્ડવિડ્થ અને મલ્ટિ-વેવલન્થ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે. તેમાંથી, સૌથી સંભવિત એપ્લિકેશન OM5 ફાઈબર છે, જે વર્તમાન મલ્ટિમોડ ફાઈબરનું શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન ધરાવે છે. અને ભવિષ્યમાં 100Gb/s અને 400Gb/s ની મલ્ટિ-વેવલન્થ સિસ્ટમ્સ માટે શક્તિશાળી ફાઇબર સોલ્યુશન પૂરું પાડે છે. વધુમાં, હાઇ-સ્પીડ, હાઇ-બેન્ડવિડ્થ, ઓછા ખર્ચે ડેટા સેન્ટર કમ્યુનિકેશન, નવા મલ્ટિમોડની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે ફાઇબર, જેમ કે સિંગલ મલ્ટિમોડ જનરલ-પર્પઝ ફાઇબર, પણ વિકસાવવામાં આવી રહ્યા છે. ભવિષ્યમાં, ચાંગફેઇ ઉદ્યોગના સાથીદારો સાથે વધુ નવા મલ્ટિમોડ ફાઇબર સોલ્યુશન્સ લોન્ચ કરશે, જે ડેટા સેન્ટર્સ અને ફાઇબર ઓપ્ટિક ઇન્ટરકનેક્ટ્સમાં નવી સફળતા અને ઓછા ખર્ચ લાવશે.