Kata Pengantar: Serat komunikasi dibagi menjadi serat mode tunggal dan serat multimode sesuai dengan jumlah mode transmisi berdasarkan panjang gelombang penerapannya. Karena diameter inti serat multimode yang besar, serat multimode dapat digunakan dengan sumber cahaya berbiaya rendah. Oleh karena itu, ia memiliki beragam aplikasi dalam skenario transmisi jarak pendek, seperti pusat data dan jaringan area lokal. Dengan pesatnya perkembangan konstruksi pusat data dalam beberapa tahun terakhir, serat multimode, yang merupakan arus utama pusat data dan area lokal aplikasi jaringan, juga telah memasuki musim semi, menyebabkan kekhawatiran luas. Hari ini, mari kita bicara tentang pengembangan serat multimode.
Menurut spesifikasi standar ISO/IEC 11801, serat multimode dibagi menjadi lima kategori utama: OM1, OM2, OM3, OM4, dan OM5. Korespondensinya dengan IEC 60792-2-10 ditunjukkan pada Tabel 1.Diantaranya OM1, OM2 mengacu pada serat multimode tradisional 62,5/125mm dan 50/125mm. OM3, OM4 dan OM5 mengacu pada serat multimode 50/125mm 10 Gigabit yang baru.
Pertama:serat multimode tradisional
Perkembangan serat multimode dimulai pada tahun 1970an dan 1980an. Serat multimode awal mencakup banyak ukuran, dan empat jenis ukuran yang termasuk dalam standar Komisi Elektroteknik Internasional (IEC) mencakup empat ukuran. Diameter kelongsong inti dibagi menjadi 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm, dan 100/ 140 μm. Karena ukuran kelongsong inti yang besar, biaya produksinya tinggi, ketahanan lenturnya buruk, jumlah mode transmisi ditingkatkan, dan bandwidth berkurang. Oleh karena itu, jenis ukuran kelongsong inti yang besar secara bertahap dihilangkan, dan dua ukuran kelongsong inti utama secara bertahap terbentuk. Masing-masing berukuran 50/125 μm dan 62,5/125 μm.
Pada jaringan area lokal awal, untuk mengurangi biaya sistem jaringan area lokal sebanyak mungkin, LED berbiaya rendah umumnya digunakan sebagai sumber cahaya. Karena daya keluaran LED yang rendah, sudut divergensi relatif besar. . Namun, diameter inti dan bukaan numerik serat multi-mode 50/125mm relatif kecil, sehingga tidak kondusif untuk penggabungan yang efisien dengan LED. Sedangkan untuk serat multimode 62,5/125mm dengan diameter inti besar dan bukaan numerik, lebih banyak daya optik yang dapat digabungkan ke tautan optik. Oleh karena itu, serat multimode 50/125mm tidak banyak digunakan seperti serat multimode 62,5/125mm sebelum pertengahan tahun 1990an.
Dengan laju transmisi LAN yang terus meningkat, sejak akhir abad ke-20, LAN telah dikembangkan di atas laju lGb/s. Bandwidth serat multimode 62,5/125μm dengan LED sebagai sumber cahaya hanya secara bertahap tidak dapat memenuhi persyaratan. Sebaliknya, serat multimode 50/125mm memiliki bukaan numerik dan diameter inti yang lebih kecil, serta mode konduksi yang lebih sedikit. Oleh karena itu, mode dispersi serat multi-mode berkurang secara efektif, dan bandwidth meningkat secara signifikan. Karena diameter inti yang kecil, biaya produksi serat multi-mode 50/125mm juga lebih rendah, sehingga digunakan kembali secara luas.
Standar Gigabit Ethernet IEEE 802.3z menetapkan bahwa serat multimode 50/125mm dan multimode 62,5/125mm dapat digunakan sebagai media transmisi untuk Gigabit Ethernet. Namun, untuk jaringan baru, serat multimode 50/125mm umumnya lebih disukai.
Kedua:serat multimode yang dioptimalkan dengan laser
Dengan berkembangnya teknologi, muncullah VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 850 nm. Laser VCSEL banyak digunakan karena lebih murah dibandingkan laser dengan panjang gelombang panjang dan dapat meningkatkan kecepatan jaringan. Laser VCSEL banyak digunakan karena lebih murah dibandingkan dengan laser panjang gelombang panjang. panjang gelombang laser dan dapat meningkatkan kecepatan jaringan. Karena perbedaan antara kedua jenis perangkat pemancar cahaya, serat itu sendiri harus dimodifikasi untuk mengakomodasi perubahan sumber cahaya.
Untuk kebutuhan laser VCSEL, Organisasi Internasional untuk Standardisasi/Komisi Elektroteknik Internasional (ISO/IEC) dan Aliansi Industri Telekomunikasi (TIA) bersama-sama menyusun standar baru untuk serat multimode dengan inti 50mm. ISO/IEC mengklasifikasikan generasi baru serat multimode ke dalam kategori OM3 (standar IEC A1a.2) dalam tingkat serat multimode baru, yang merupakan serat multimode yang dioptimalkan laser.
Serat OM4 berikutnya sebenarnya merupakan versi yang ditingkatkan dari serat multimode OM3. Dibandingkan dengan serat OM3, standar OM4 hanya meningkatkan indeks bandwidth serat. Artinya, standar serat OM4 telah meningkatkan bandwidth mode efektif (EMB) dan bandwidth injeksi penuh (OFL) pada 850 nm dibandingkan dengan serat OM3. Seperti terlihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Ada banyak mode transmisi dalam serat multimode, dan masalah ketahanan lentur serat juga muncul. Ketika serat ditekuk, mode tingkat tinggi mudah bocor, mengakibatkan hilangnya sinyal, yaitu hilangnya serat dalam pembengkokan. Dengan semakin banyaknya skenario aplikasi dalam ruangan, pengkabelan serat multimode di lingkungan sempit telah menempatkan meneruskan persyaratan yang lebih tinggi untuk ketahanan lenturnya.
Berbeda dengan profil indeks bias sederhana dari serat mode tunggal, profil indeks bias dari serat multimode sangat kompleks, memerlukan desain profil indeks bias yang sangat halus dan proses fabrikasi. Dalam empat proses prefabrikasi utama arus utama internasional, the persiapan serat multimode yang paling tepat adalah proses pengendapan cuaca kimia plasma (PCVD), yang diwakili oleh Perusahaan Changfei. Proses ini berbeda dari proses lain karena memiliki lapisan pengendapan beberapa ribu lapisan dan ketebalan hanya sekitar 1 mikron per lapisan selama deposisi, memungkinkan kontrol kurva indeks bias ultra-halus untuk mencapai bandwidth tinggi.
Dengan mengoptimalkan profil indeks bias serat multimode, serat multimode yang tidak sensitif terhadap tekukan memiliki peningkatan ketahanan tekukan yang signifikan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah.
Gbr.1 Perbandingan kinerja makrobend antara serat multimode tahan lentur dan serat multimode konvensional
Ketiga:serat multimode baru (OM5)
Serat OM3 dan serat OM4 adalah serat multimode yang terutama digunakan pada pita 850nm. Karena kecepatan transmisi terus meningkat, hanya desain pita saluran tunggal yang akan menghasilkan biaya pengkabelan yang semakin intensif, dan biaya manajemen serta pemeliharaan terkait akan meningkat. Oleh karena itu, para teknisi mencoba memperkenalkan konsep multiplexing pembagian panjang gelombang ke dalam sistem transmisi multimode. Jika beberapa panjang gelombang dapat ditransmisikan pada satu serat, jumlah serat paralel yang sesuai serta biaya pemasangan dan pemeliharaan dapat sangat dikurangi. Dalam konteks ini, serat OM5 muncul.
Serat multimode OM5 didasarkan pada serat OM4, yang memperluas saluran bandwidth tinggi dan mendukung aplikasi transmisi dari 850nm ke 950nm. Aplikasi utama saat ini adalah desain SWDM4 dan SR4.2. SWDM4 merupakan multiplexing pembagian panjang gelombang dari empat gelombang pendek, yaitu masing-masing 850 nm, 880 nm, 910 nm, dan 940 nm. Dengan cara ini, sebuah serat optik dapat mendukung layanan dari empat serat optik paralel sebelumnya. SR4.2 adalah multiplexing divisi dua panjang gelombang, terutama digunakan untuk teknologi dua arah serat tunggal. OM5 dapat dicocokkan dengan laser VCSEL dengan kinerja rendah dan biaya rendah untuk memenuhi komunikasi jarak pendek seperti pusat data dengan lebih baik. Tabel 3 di bawah ini adalah perbandingan spesifikasi bandwidth utama untuk serat OM4 dan OM5.
Saat ini, serat OM5 telah digunakan sebagai serat multimode kelas atas jenis baru. Salah satu kasus bisnis terbesar adalah kasus komersial OM5 dari pusat data utama Changfei dan China Railways Corporation. Pusat data ini bertujuan untuk memanfaatkan keunggulan penerapan serat multimode kelas atas. Serat OM5 dalam sistem pembagian panjang gelombang SR4.2. Ini mencapai kapasitas komunikasi maksimum dengan biaya terendah, dan bersiap untuk tingkat peningkatan lebih lanjut di masa depan. Kecepatan di masa depan akan ditingkatkan menjadi 100Gb/s atau bahkan 400Gb. /s, atau aplikasi pita lebar, tidak dapat lagi menggantikan serat, sehingga secara signifikan mengurangi biaya peningkatan di masa mendatang.
Ringkasan: Karena permintaan akan aplikasi terus meningkat, serat multimode bergerak menuju kehilangan tikungan rendah, bandwidth tinggi, dan multiplexing multi-panjang gelombang. Diantaranya, aplikasi yang paling potensial adalah serat OM5, yang memiliki kinerja optimal dari serat multimode saat ini, dan memberikan solusi serat yang kuat untuk sistem multi-panjang gelombang 100 Gb/s dan 400 Gb/s di masa depan. Selain itu, untuk memenuhi persyaratan komunikasi pusat data berkecepatan tinggi, bandwidth tinggi, dan berbiaya rendah, multimode baru serat, seperti serat serbaguna multimode tunggal, juga sedang dikembangkan. Di masa depan, Changfei akan meluncurkan lebih banyak solusi serat multimode baru dengan rekan-rekan industri, membawa terobosan baru dan menurunkan biaya untuk pusat data dan interkoneksi serat optik.