प्राक्कथन: संचार फाइबर को उसके अनुप्रयोग तरंग दैर्ध्य के तहत ट्रांसमिशन मोड की संख्या के अनुसार एकल मोड फाइबर और मल्टीमोड फाइबर में विभाजित किया गया है। मल्टीमोड फाइबर के बड़े कोर व्यास के कारण, इसका उपयोग कम लागत वाले प्रकाश स्रोतों के साथ किया जा सकता है। इसलिए, डेटा सेंटर और स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क जैसे कम दूरी के ट्रांसमिशन परिदृश्यों में इसके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। हाल के वर्षों में डेटा सेंटर निर्माण के तेजी से विकास के साथ, मल्टीमोड फाइबर, जो डेटा सेंटर और स्थानीय क्षेत्र की मुख्यधारा है नेटवर्क अनुप्रयोगों ने भी वसंत ऋतु की शुरुआत की है, जिससे व्यापक चिंता पैदा हुई है। आज, मल्टीमोड फाइबर के विकास के बारे में बात करते हैं।
मानक आईएसओ/आईईसी 11801 विनिर्देश के अनुसार, मल्टीमोड फाइबर को पांच प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया गया है: ओएम1, ओएम2, ओएम3, ओएम4, और ओएम5। आईईसी 60792-2-10 के साथ इसका पत्राचार तालिका 1 में दिखाया गया है। उनमें से ओएम1, ओएम2 पारंपरिक 62.5/125 मिमी और 50/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर को संदर्भित करता है। OM3, OM4 और OM5 नए 50/125mm 10 गीगाबिट मल्टीमोड फाइबर को संदर्भित करते हैं।
पहला:पारंपरिक मल्टीमोड फाइबर
मल्टीमोड फाइबर का विकास 1970 और 1980 के दशक में शुरू हुआ। प्रारंभिक मल्टीमोड फाइबर में कई आकार शामिल थे, और अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) मानकों में चार प्रकार के आकार शामिल थे। कोर क्लैडिंग व्यास को 50/125 μm, 62.5/125 μm, 85/125 μm, और 100/ में विभाजित किया गया है। 140 माइक्रोन। कोर क्लैडिंग के बड़े आकार के कारण, विनिर्माण लागत अधिक है, झुकने का प्रतिरोध खराब है, ट्रांसमिशन मोड की संख्या बढ़ जाती है, और बैंडविड्थ कम हो जाती है। इसलिए, बड़े कोर क्लैडिंग आकार का प्रकार धीरे-धीरे समाप्त हो जाता है, और दो मुख्य कोर क्लैडिंग आकार धीरे-धीरे बनते हैं। वे क्रमशः 50/125 μm और 62.5/125 μm हैं।
प्रारंभिक स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क में, स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क की सिस्टम लागत को यथासंभव कम करने के लिए, कम लागत वाली एलईडी का उपयोग आम तौर पर प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता था। कम एलईडी आउटपुट पावर के कारण, विचलन कोण अपेक्षाकृत बड़ा होता है . हालाँकि, 50/125 मिमी मल्टी-मोड फाइबर का कोर व्यास और संख्यात्मक एपर्चर अपेक्षाकृत छोटा है, जो एलईडी के साथ कुशल युग्मन के लिए अनुकूल नहीं है। बड़े कोर व्यास और संख्यात्मक एपर्चर के साथ 62.5/125 मिमी मल्टी-मोड फाइबर के लिए, अधिक ऑप्टिकल पावर को ऑप्टिकल लिंक से जोड़ा जा सकता है। इसलिए, 50/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर का व्यापक रूप से 62.5/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर के रूप में उपयोग नहीं किया गया था। 1990 के दशक के मध्य में।
LAN ट्रांसमिशन दर में निरंतर वृद्धि के साथ, 20वीं सदी के अंत से, LAN को lGb/s दर से ऊपर विकसित किया गया है। प्रकाश स्रोत के रूप में एलईडी के साथ 62.5/125μm मल्टीमोड फाइबर की बैंडविड्थ केवल धीरे-धीरे आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ है। इसके विपरीत, 50/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर में एक छोटा संख्यात्मक एपर्चर और कोर व्यास और कम चालन मोड होते हैं। इसलिए, मोड मल्टी-मोड फाइबर का फैलाव प्रभावी ढंग से कम हो जाता है, और बैंडविड्थ काफी बढ़ जाती है। छोटे कोर व्यास के कारण, 50/125 मिमी मल्टी-मोड फाइबर की उत्पादन लागत भी कम है, इसलिए इसे फिर से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
IEEE 802.3z गीगाबिट ईथरनेट मानक निर्दिष्ट करता है कि 50/125 मिमी मल्टीमोड और 62.5/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर का उपयोग गीगाबिट ईथरनेट के लिए ट्रांसमिशन मीडिया के रूप में किया जा सकता है। हालाँकि, नए नेटवर्क के लिए, आमतौर पर 50/125 मिमी मल्टीमोड फाइबर को प्राथमिकता दी जाती है।
दूसरा:लेजर अनुकूलित मल्टीमोड फाइबर
प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, 850 एनएम वीसीएसईएल (वर्टिकल कैविटी सरफेस एमिटिंग लेजर) सामने आया। वीसीएसईएल लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वे लंबी-तरंग दैर्ध्य लेजर की तुलना में सस्ते होते हैं और नेटवर्क गति बढ़ा सकते हैं। वीसीएसईएल लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वे लंबी-तरंग दैर्ध्य लेजर की तुलना में सस्ते होते हैं। तरंग दैर्ध्य लेजर और नेटवर्क गति बढ़ा सकते हैं। दो प्रकार के प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों के बीच अंतर के कारण, प्रकाश स्रोत में परिवर्तन को समायोजित करने के लिए फाइबर को स्वयं संशोधित किया जाना चाहिए।
वीसीएसईएल लेजर की जरूरतों के लिए, अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण संगठन/अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईएसओ/आईईसी) और दूरसंचार उद्योग गठबंधन (टीआईए) ने संयुक्त रूप से 50 मिमी कोर के साथ मल्टीमोड फाइबर के लिए एक नया मानक तैयार किया है। आईएसओ/आईईसी एक नई पीढ़ी को वर्गीकृत करता है मल्टीमोड फाइबर को इसके नए मल्टीमोड फाइबर ग्रेड में OM3 श्रेणी (IEC मानक A1a.2) में शामिल किया गया है, जो एक लेजर-अनुकूलित मल्टीमोड फाइबर है।
बाद वाला OM4 फाइबर वास्तव में OM3 मल्टीमोड फाइबर का उन्नत संस्करण है। OM3 फाइबर की तुलना में, OM4 मानक केवल फाइबर बैंडविड्थ सूचकांक में सुधार करता है। यानी, OM4 फाइबर मानक ने प्रभावी मोड बैंडविड्थ (EMB) और पूर्ण इंजेक्शन बैंडविड्थ में सुधार किया है। (ओएफएल) ओएम3 फाइबर की तुलना में 850 एनएम पर। जैसा कि नीचे तालिका 2 में दिखाया गया है।
मल्टीमोड फाइबर में ट्रांसमिशन के कई तरीके होते हैं और फाइबर के झुकने के प्रतिरोध की समस्या भी सामने आती है। जब फाइबर मुड़ा हुआ होता है, तो हाई-ऑर्डर मोड आसानी से लीक हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल की हानि होती है, यानी फाइबर का झुकने का नुकसान होता है। इनडोर एप्लिकेशन परिदृश्यों की बढ़ती संख्या के साथ, एक संकीर्ण वातावरण में मल्टीमोड फाइबर की वायरिंग डाल दी गई है इसके झुकने के प्रतिरोध के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाएं।
एकल-मोड फाइबर के सरल अपवर्तक सूचकांक प्रोफ़ाइल के विपरीत, मल्टीमोड फाइबर का अपवर्तक सूचकांक प्रोफ़ाइल बहुत जटिल है, जिसके लिए बेहद बढ़िया अपवर्तक सूचकांक प्रोफ़ाइल डिजाइन और निर्माण प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। अंतरराष्ट्रीय मुख्यधारा की वर्तमान चार प्रमुख प्रीफैब्रिकेशन प्रक्रिया में, मल्टीमोड फाइबर की सबसे सटीक तैयारी चांगफेई कंपनी द्वारा प्रस्तुत प्लाज्मा रासायनिक मौसम जमाव (पीसीवीडी) प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया अन्य प्रक्रियाओं से अलग है क्योंकि इसमें कई हजार परतों की जमाव परत होती है और प्रति परत केवल 1 माइक्रोन की मोटाई होती है। जमाव, उच्च बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए अल्ट्रा-फाइन अपवर्तक सूचकांक वक्र नियंत्रण को सक्षम करना।
मल्टीमोड फाइबर के अपवर्तक सूचकांक प्रोफाइल को अनुकूलित करके, झुकने-असंवेदनशील मल्टीमोड फाइबर में झुकने प्रतिरोध में महत्वपूर्ण सुधार होता है, जैसा कि नीचे चित्र 1 में दिखाया गया है।
चित्र.1 झुकने-प्रतिरोधी मल्टीमोड फाइबर और पारंपरिक मल्टीमोड फाइबर के बीच मैक्रोबेंड प्रदर्शन की तुलना
तीसरा:नया मल्टीमोड फाइबर (OM5)
OM3 फाइबर और OM4 फाइबर मल्टीमोड फाइबर हैं जो मुख्य रूप से 850nm बैंड में उपयोग किए जाते हैं। जैसे-जैसे ट्रांसमिशन दर बढ़ती जा रही है, केवल एकल-चैनल बैंड डिज़ाइन के परिणामस्वरूप अधिक से अधिक गहन वायरिंग लागत आएगी, और संबंधित प्रबंधन और रखरखाव लागत तदनुसार बढ़ जाएगी .इसलिए, तकनीशियन मल्टीमोड ट्रांसमिशन सिस्टम में तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग अवधारणा को पेश करने का प्रयास करते हैं। यदि एक फाइबर पर कई तरंग दैर्ध्य प्रसारित किए जा सकते हैं, तो समानांतर फाइबर की संबंधित संख्या और बिछाने और रखरखाव की लागत को काफी कम किया जा सकता है। इस संदर्भ में, OM5 फाइबर अस्तित्व में आया।
OM5 मल्टीमोड फाइबर OM4 फाइबर पर आधारित है, जो उच्च-बैंडविड्थ चैनल को चौड़ा करता है और 850nm से 950nm तक ट्रांसमिशन अनुप्रयोगों का समर्थन करता है। वर्तमान मुख्यधारा के अनुप्रयोग SWDM4 और SR4.2 डिज़ाइन हैं। SWDM4 चार छोटी तरंगों का एक तरंग दैर्ध्य विभाजन बहुसंकेतन है, जो क्रमशः 850 एनएम, 880 एनएम, 910 एनएम और 940 एनएम हैं। इस तरह, एक ऑप्टिकल फाइबर पिछले चार समानांतर ऑप्टिकल फाइबर की सेवाओं का समर्थन कर सकता है। SR4.2 एक दो-तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से एकल-फाइबर द्विदिशात्मक तकनीक के लिए किया जाता है। डेटा केंद्रों जैसे कम दूरी के संचार को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए OM5 को कम प्रदर्शन और कम लागत के साथ VCSEL लेजर के साथ मिलान किया जा सकता है। नीचे तालिका 3 है OM4 और OM5 फाइबर के लिए मुख्य बैंडविड्थ विनिर्देशों की तुलना।
वर्तमान में, OM5 फाइबर का उपयोग एक नए प्रकार के हाई-एंड मल्टीमोड फाइबर के रूप में किया गया है। सबसे बड़े व्यावसायिक मामलों में से एक चांगफेई और चीन रेलवे कॉर्पोरेशन के मुख्य डेटा सेंटर का OM5 वाणिज्यिक मामला है। डेटा सेंटर का लक्ष्य अनुप्रयोग के लाभों पर है SR4.2 की तरंग दैर्ध्य विभाजन प्रणाली में OM5 फाइबर। यह न्यूनतम लागत पर अधिकतम क्षमता संचार प्राप्त करता है, और भविष्य में और अधिक उन्नयन दर के लिए तैयार करता है। भविष्य की दर को 100Gb/s या 400Gb तक बढ़ाया जाएगा। /एस, या वाइडबैंड एप्लिकेशन, अब फाइबर की जगह नहीं ले सकते, जिससे भविष्य में अपग्रेड की लागत काफी कम हो जाएगी।
सारांश: जैसे-जैसे अनुप्रयोगों की मांग बढ़ती जा रही है, मल्टीमोड फाइबर कम मोड़ हानि, उच्च बैंडविड्थ और मल्टी-वेवलेंथ मल्टीप्लेक्सिंग की ओर बढ़ रहा है। उनमें से, सबसे संभावित अनुप्रयोग ओएम5 फाइबर है, जिसमें वर्तमान मल्टीमोड फाइबर का इष्टतम प्रदर्शन है। और भविष्य में 100 जीबी/एस और 400 जीबी/एस के मल्टी-वेवलेंथ सिस्टम के लिए एक शक्तिशाली फाइबर समाधान प्रदान करता है। इसके अलावा, उच्च गति, उच्च-बैंडविड्थ, कम लागत वाले डेटा सेंटर संचार, नए मल्टीमोड की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एकल मल्टीमोड सामान्य प्रयोजन फाइबर जैसे फाइबर भी विकसित किए जा रहे हैं। भविष्य में, चांगफेई उद्योग के साथियों के साथ और अधिक नए मल्टीमोड फाइबर समाधान लॉन्च करेगा, जिससे डेटा केंद्रों और फाइबर ऑप्टिक इंटरकनेक्ट में नई सफलताएं और कम लागत आएगी।