Նախաբան. Հաղորդակցման մանրաթելը բաժանվում է մեկ ռեժիմի մանրաթելերի և բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի՝ ըստ իր կիրառման ալիքի երկարության հաղորդման ռեժիմների քանակի: Բազմամոդալ մանրաթելի միջուկի մեծ տրամագծի շնորհիվ այն կարող է օգտագործվել էժան լույսի աղբյուրների հետ: Հետևաբար, այն ունի կիրառությունների լայն շրջանակ կարճ հեռավորությունների հաղորդման սցենարներում, ինչպիսիք են տվյալների կենտրոնները և տեղական ցանցերը: Վերջին տարիներին տվյալների կենտրոնի կառուցման արագ զարգացմամբ, բազմամոդալ մանրաթել, որը տվյալների կենտրոնի և տեղական տարածքի հիմնական հոսքն է: ցանցային հավելվածները նույնպես սկիզբ դրեցին գարնանը՝ առաջացնելով համատարած մտահոգություն: Այսօր խոսենք բազմամոդալ մանրաթելերի զարգացման մասին:
ISO/IEC 11801 ստանդարտի համաձայն՝ բազմամոդալ մանրաթելը բաժանված է հինգ հիմնական կատեգորիաների՝ OM1, OM2, OM3, OM4 և OM5: Դրա համապատասխանությունը IEC 60792-2-10-ի հետ ներկայացված է Աղյուսակ 1-ում: Դրանց թվում՝ OM1, OM2: վերաբերում է ավանդական 62,5/125 մմ և 50/125 մմ բազմամոդալ մանրաթելին: OM3-ը, OM4-ը և OM5-ը վերաբերում են նոր 50/125 մմ 10 Գիգաբիթանոց բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելին:
Առաջին:ավանդական մուլտիմոդալ մանրաթել
Մուլտիմոդի մանրաթելերի զարգացումը սկսվել է 1970-1980-ական թվականներին: Վաղ մուլտիմոդալ մանրաթելերը ներառում էին բազմաթիվ չափեր, և Միջազգային էլեկտրատեխնիկական հանձնաժողովի (IEC) ստանդարտներում ներառված չորս տեսակի չափսեր ներառում էին չորս: Միջուկի ծածկույթի տրամագիծը բաժանված է 50/125 մկմ, 62,5/125 մկմ, 85/125 մկմ և 100/: 140 մկմ: Միջուկի ծածկույթի մեծ չափի պատճառով արտադրության արժեքը բարձր է, ճկման դիմադրությունը վատ է, փոխանցման ռեժիմների քանակը ավելացել է և թողունակությունը կրճատվել: Հետևաբար, միջուկի մեծ երեսպատման չափի տեսակը աստիճանաբար վերացվում է, և աստիճանաբար ձևավորվում են առանցքային ծածկույթի երկու հիմնական չափսեր: Դրանք համապատասխանաբար 50/125 մկմ և 62,5/125 մկմ են։
Վաղ տեղական ցանցում, տեղական ցանցի համակարգի արժեքը հնարավորինս նվազեցնելու համար, որպես լույսի աղբյուր սովորաբար օգտագործվում էր էժան LED: Ցածր LED ելքային հզորության պատճառով դիվերգենցիայի անկյունը համեմատաբար մեծ է: . Այնուամենայնիվ, 50/125 մմ բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելի միջուկի տրամագիծը և թվային բացվածքը համեմատաբար փոքր են, ինչը չի նպաստում LED-ի հետ արդյունավետ միացմանը: Ինչ վերաբերում է միջուկի մեծ տրամագծով և թվային բացվածքով 62,5/125 մմ բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելին, ապա ավելի շատ օպտիկական հզորություն կարող է զուգակցվել օպտիկական կապին: Հետևաբար, 50/125 մմ մուլտիմոդալ մանրաթելն այնքան լայնորեն չէր օգտագործվում, որքան 62,5/125 մմ մուլտիմոդալ մանրաթելը մինչ այդ: 1990-ականների կեսերը.
LAN-ի փոխանցման արագության շարունակական աճով, սկսած 20-րդ դարի վերջից, LAN-ը մշակվել է lGb/s արագությունից բարձր: 62,5/125 մկմ մուլտիմոդալ մանրաթելի թողունակությունը LED-ով որպես լույսի աղբյուր միայն աստիճանաբար չի կարողանում բավարարել պահանջները: Ի հակադրություն, 50/125 մմ մուլտիմոդալ մանրաթելն ունի ավելի փոքր թվային բացվածք և միջուկի տրամագիծ, և ավելի քիչ հաղորդման ռեժիմներ: Հետևաբար, ռեժիմը բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի ցրումը արդյունավետորեն կրճատվում է, իսկ թողունակությունը զգալիորեն մեծանում է: Միջուկի փոքր տրամագծի պատճառով 50/125 մմ բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելի արտադրության արժեքը նույնպես ավելի ցածր է, ուստի այն կրկին լայնորեն կիրառվում է:
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet ստանդարտը սահմանում է, որ 50/125 մմ մուլտիմոդալ և 62,5/125 մմ մուլտիմոդի մանրաթելերը կարող են օգտագործվել որպես Gigabit Ethernet-ի փոխանցման միջոց: Այնուամենայնիվ, նոր ցանցերի համար հիմնականում նախընտրելի է 50/125 մմ մուլտիմոդալ մանրաթել:
Երկրորդ:լազերային օպտիմիզացված մուլտիմոդի մանրաթել
Տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ հայտնվեց 850 նմ VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser): VCSEL լազերները լայնորեն օգտագործվում են, քանի որ դրանք ավելի էժան են, քան երկար ալիքի լազերները և կարող են մեծացնել ցանցի արագությունը: VCSEL լազերները լայնորեն օգտագործվում են, քանի որ դրանք ավելի էժան են, քան երկարաժամկետ ալիքի երկարությամբ լազերներ և կարող են մեծացնել ցանցի արագությունը: Երկու տեսակի լույս արձակող սարքերի միջև եղած տարբերության պատճառով մանրաթելն ինքնին պետք է փոփոխվի լույսի աղբյուրի փոփոխություններին համապատասխանելու համար:
VCSEL լազերների կարիքների համար Ստանդարտացման միջազգային կազմակերպությունը/Միջազգային էլեկտրատեխնիկական հանձնաժողովը (ISO/IEC) և Հեռահաղորդակցության արդյունաբերության դաշինքը (TIA) համատեղ մշակել են 50 մմ միջուկով բազմամոդալ մանրաթելի նոր ստանդարտ: ISO/IEC-ը դասակարգում է նոր սերունդը: մուլտիմոդալ մանրաթելից OM3 կատեգորիայի մեջ (IEC ստանդարտ A1a.2) իր նոր բազմամոդալ մանրաթելային դասակարգում, որը լազերային օպտիմիզացված մուլտիմոդալ մանրաթել է:
Հետագա OM4 մանրաթելն իրականում OM3 մուլտիմոդալ մանրաթելի արդիականացված տարբերակն է: Համեմատած OM3 մանրաթելի հետ, OM4 ստանդարտը միայն բարելավում է մանրաթելերի թողունակության ինդեքսը: Այսինքն, OM4 մանրաթելային ստանդարտը բարելավել է արդյունավետ ռեժիմի թողունակությունը (EMB) և ամբողջական ներարկման թողունակությունը: (OFL) 850 նմ-ում՝ համեմատած OM3 մանրաթելի հետ: Ինչպես ցույց է տրված ստորև աղյուսակ 2-ում:
Բազմամոդալ մանրաթելում փոխանցման բազմաթիվ եղանակներ կան, և առաջանում է նաև մանրաթելի ճկման դիմադրության խնդիրը։ Երբ մանրաթելը թեքվում է, բարձր կարգի ռեժիմը հեշտությամբ արտահոսում է, ինչը հանգեցնում է ազդանշանի կորստի, այսինքն՝ մանրաթելի կորստին: Ներքին կիրառման սցենարների աճող թվով, նեղ միջավայրում բազմամոդալ մանրաթելի լարերը դրել են առաջացնել ավելի բարձր պահանջներ իր ճկման դիմադրության համար:
Ի տարբերություն միաձույլ մանրաթելի պարզ բեկման ինդեքսի պրոֆիլի, բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի բեկման ինդեքսի պրոֆիլը շատ բարդ է, որը պահանջում է չափազանց նուրբ բեկման ինդեքսի պրոֆիլի նախագծում և պատրաստման գործընթաց: Միջազգային հիմնական ընթացիկ չորս հիմնական նախապատրաստական գործընթացում, Բազմամոդալ մանրաթելի ամենաճշգրիտ պատրաստումը պլազմայի քիմիական եղանակային նստեցման (PCVD) գործընթացն է, որը ներկայացված է Changfei ընկերության կողմից: Այս գործընթացը տարբերվում է այլ գործընթացներից նրանով, որ այն ունի մի քանի հազար շերտի նստվածքային շերտ և մեկ շերտի վրա ընդամենը մոտ 1 մկմ հաստություն: նստեցում, որը հնարավորություն է տալիս վերահսկել բեկման կորի ծայրահեղ նուրբ ինդեքսը բարձր թողունակության հասնելու համար:
Օպտիմիզացնելով բազմամոդալ մանրաթելի բեկման ինդեքսի պրոֆիլը, ճկման նկատմամբ անզգայուն բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելն ունի ճկման դիմադրության զգալի բարելավում, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկար 1-ում:
Նկ.1 Մակրոճկման կատարողականի համեմատություն ճկման դիմացկուն բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի և սովորական բազմաֆունկցիոնալ մանրաթելերի միջև
Երրորդ:նոր մուլտիմոդալ մանրաթել (OM5)
OM3 օպտիկամանրաթելն ու OM4 մանրաթելը հիմնականում օգտագործվում են 850 նմ տիրույթում: Քանի որ փոխանցման արագությունը շարունակում է աճել, միայն մեկ ալիքով ժապավենի դիզայնը կհանգեցնի էլեկտրահաղորդման ավելի ու ավելի ինտենսիվ ծախսերի, և համապատասխան կառավարման և պահպանման ծախսերը կավելանան համապատասխանաբար: Հետևաբար, տեխնիկները փորձում են ներդնել ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորման հայեցակարգը բազմամոդ փոխանցման համակարգում: Եթե մեկ մանրաթելի վրա կարող են փոխանցվել մի քանի ալիքի երկարություն, ապա զուգահեռ մանրաթելերի համապատասխան քանակը և տեղադրման և պահպանման ծախսերը կարող են զգալիորեն կրճատվել: Այս համատեքստում ստեղծվել է OM5 մանրաթել:
OM5 մուլտիմոդալ մանրաթելը հիմնված է OM4 մանրաթելի վրա, որն ընդլայնում է բարձր թողունակության ալիքը և աջակցում է հաղորդման ծրագրերը 850նմ-ից մինչև 950նմ: Ներկայիս հիմնական հավելվածներն են SWDM4 և SR4.2 նմուշները: SWDM4-ը չորս կարճ ալիքների ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորում է, որոնք համապատասխանաբար 850 նմ, 880 նմ, 910 նմ և 940 նմ են: Այս կերպ օպտիկական մանրաթելը կարող է աջակցել նախորդ չորս զուգահեռ օպտիկական մանրաթելերի ծառայություններին: SR4.2-ը երկու ալիքի բաժանման մուլտիպլեքսավորում է, որը հիմնականում օգտագործվում է միակողմանի մանրաթելային երկկողմանի տեխնոլոգիայի համար: OM5-ը կարող է համադրվել ցածր կատարողականությամբ և ցածր գնով VCSEL լազերների հետ, որպեսզի ավելի լավ հանդիպի կարճ հեռավորությունների հաղորդակցությանը, ինչպիսիք են տվյալների կենտրոնները: Ստորև բերված աղյուսակ 3-ում ներկայացված է. OM4 և OM5 մանրաթելերի հիմնական թողունակության բնութագրերի համեմատությունը:
Ներկայումս OM5 մանրաթելն օգտագործվել է որպես բարձրակարգ մուլտիմոդի մանրաթելերի նոր տեսակ: Ամենամեծ բիզնես դեպքերից մեկը Changfei-ի և China Railways Corporation-ի հիմնական տվյալների կենտրոնի OM5 առևտրային դեպքն է: Տվյալների կենտրոնը նպատակաուղղված է կիրառական առավելություններին: OM5 մանրաթել SR4.2-ի ալիքի երկարության բաժանման համակարգում: Այն ապահովում է կապի առավելագույն հզորությունը նվազագույն գնով և պատրաստվում է ապագայում հետագա արդիականացման: Ապագա տոկոսադրույքը կավելացվի մինչև 100 Գբ/վ կամ նույնիսկ 400 Գբ: /s-ը կամ լայնաշերտ հավելվածները այլևս չեն կարող փոխարինել մանրաթելը՝ զգալիորեն նվազեցնելով հետագա արդիականացման ծախսերը:
Ամփոփում. Քանի որ հավելվածների պահանջարկը շարունակում է աճել, բազմամոդալ մանրաթելը շարժվում է դեպի ցածր ճկման կորուստ, բարձր թողունակություն և բազմաալիքային երկարություն: և ապագայում ապահովում է օպտիկամանրաթելային հզոր լուծում 100 Գբ/վ և 400 Գբ/վ բազմալիքային համակարգերի համար: Բացի այդ, արագության, բարձր թողունակության, ցածր գնով տվյալների կենտրոնի կապի, նոր մուլտիմոդի պահանջները բավարարելու համար: Մշակվում են նաև մանրաթելեր, ինչպիսիք են միայնակ բազմաֆունկցիոնալ ընդհանուր նշանակության մանրաթելերը: Ապագայում Changfei-ն արդյունաբերության հասակակիցների հետ կներկայացնի ավելի շատ նոր մուլտիմոդալ մանրաթելային լուծումներ՝ բերելով նոր առաջընթաց և ցածր ծախսեր տվյալների կենտրոնների և օպտիկամանրաթելային փոխկապակցման համար: