Pratarmė: Ryšio pluoštas skirstomas į vienmodį ir daugiamodį skaidulą pagal perdavimo režimų skaičių pagal jo taikymo bangos ilgį. Dėl didelio daugiamodio pluošto šerdies skersmens jį galima naudoti su pigiais šviesos šaltiniais. Todėl jis turi platų pritaikymo galimybių spektrą trumpojo nuotolio perdavimo scenarijuose, pavyzdžiui, duomenų centruose ir vietiniuose tinkluose. Pastaraisiais metais sparčiai vystantis duomenų centrų statybai, daugiamodis šviesolaidis, kuris yra pagrindinė duomenų centrų ir vietinių tinklų dalis. tinklo programas, taip pat pradėjo pavasarį, sukeldamas didelį susirūpinimą.Šiandien pakalbėkime apie daugiamodės skaidulos plėtrą.
Pagal standarto ISO/IEC 11801 specifikaciją daugiamodis pluoštas skirstomas į penkias pagrindines kategorijas: OM1, OM2, OM3, OM4 ir OM5. Jo atitikimas IEC 60792-2-10 parodytas 1 lentelėje. Tarp jų OM1, OM2 reiškia tradicinį 62,5/125 mm ir 50/125 mm daugiamodį pluoštą. OM3, OM4 ir OM5 reiškia naują 50/125 mm 10 gigabitų daugiamodį skaidulą.
Pirma:tradicinis daugiamodis šviesolaidis
Daugiamodis šviesolaidis pradėtas kurti aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose. Ankstyvieji daugiamodiai pluoštai buvo įvairių dydžių, o keturių tipų dydžiai, įtraukti į Tarptautinės elektrotechnikos komisijos (IEC) standartus, buvo keturi. Šerdies apvalkalo skersmuo yra padalintas į 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm ir 100/ 140 μm.Dėl didelio šerdies apvalkalo dydžio yra didelės gamybos sąnaudos, mažas atsparumas lenkimui, padidėja perdavimo režimų skaičius ir sumažėja pralaidumas. Todėl laipsniškai pašalinamas didelio šerdies apvalkalo tipas ir palaipsniui formuojasi du pagrindiniai šerdies apvalkalo dydžiai. Jie yra atitinkamai 50/125 μm ir 62,5/125 μm.
Ankstyvajame vietiniame tinkle, siekiant kuo labiau sumažinti vietinio tinklo sistemos sąnaudas, kaip šviesos šaltinis paprastai buvo naudojamas pigus šviesos diodas. Dėl mažos šviesos diodų išėjimo galios skirtumo kampas yra gana didelis. . Tačiau 50/125 mm daugiamodio pluošto šerdies skersmuo ir skaitmeninė diafragma yra palyginti maži, o tai nėra palanki efektyviam sujungimui su LED. Kalbant apie 62,5/125 mm daugiamodį skaidulą su dideliu šerdies skersmeniu ir skaitine diafragma, prie optinės jungties galima prijungti daugiau optinės galios. Todėl 50/125 mm daugiamodis pluoštas nebuvo taip plačiai naudojamas kaip 62,5/125 mm daugiamodis šviesolaidis. 1990-ųjų vidurys.
Nuo XX amžiaus pabaigos nuolat didėjant LAN perdavimo spartai, LAN buvo išvystytas virš lGb/s spartos. 62,5/125 μm daugiamodės skaidulos su šviesos šaltiniu šviesos diodu pralaidumas tik palaipsniui nebeatitinka reikalavimų. Priešingai, 50/125 mm daugiamodės skaidulos skaitmeninė diafragma ir šerdies skersmuo yra mažesnės ir laidumo režimų yra mažiau. efektyviai sumažinama daugiamodio pluošto sklaida, o pralaidumas žymiai padidėja. Dėl mažo šerdies skersmens 50/125 mm daugiamodio pluošto gamybos sąnaudos taip pat yra mažesnės, todėl jis vėl plačiai naudojamas.
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet standartas nurodo, kad 50/125 mm daugiamodės ir 62,5/125 mm daugiamodės skaidulos gali būti naudojamos kaip Gigabit Ethernet perdavimo terpė. Tačiau naujiems tinklams dažniausiai pirmenybė teikiama 50/125 mm daugiamodei šviesolaidžiai.
Antra:lazeriu optimizuotas daugiamodis pluoštas
Tobulėjant technologijoms atsirado 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).VCSEL lazeriai yra plačiai naudojami, nes yra pigesni už ilgosios bangos lazerius ir gali padidinti tinklo greitį.VCSEL lazeriai yra plačiai naudojami, nes yra pigesni už ilgo- bangos ilgio lazeriai ir gali padidinti tinklo greitį.Dėl dviejų tipų šviesą skleidžiančių prietaisų skirtumo pats pluoštas turi būti modifikuotas, kad atitiktų šviesos šaltinio pokyčius.
VCSEL lazerių poreikiams Tarptautinė standartizacijos organizacija/Tarptautinė elektrotechnikos komisija (ISO/IEC) ir Telekomunikacijų pramonės aljansas (TIA) kartu parengė naują daugiamodės skaidulos su 50 mm šerdimi standartą.ISO/IEC klasifikuoja naujos kartos daugiamodės skaidulos į OM3 kategoriją (IEC standartas A1a.2) naujoje daugiamodėje šviesolaidinėje klasėje, kuri yra lazeriu optimizuotas daugiamodis pluoštas.
Vėlesnis OM4 pluoštas iš tikrųjų yra atnaujinta OM3 daugiamodės skaidulos versija. Palyginti su OM3 šviesolaidžiu, OM4 standartas pagerina tik skaidulų pralaidumo indeksą. Tai yra, OM4 pluošto standartas pagerino efektyvaus režimo pralaidumą (EMB) ir visą įpurškimo dažnių juostos plotį. (OFL) esant 850 nm, palyginti su OM3 pluoštu. Kaip parodyta toliau pateiktoje 2 lentelėje.
Daugiamodiame pluošte yra daug perdavimo būdų, taip pat iškyla pluošto atsparumo lenkimui problema. Kai pluoštas yra sulenktas, aukšto lygio režimas lengvai nutekėja, todėl prarandamas signalas, ty pluošto lenkimas. Didėjant naudojimo patalpų viduje scenarijų skaičiui, daugiamodio pluošto laidai siauroje aplinkoje yra kelia aukštesnius jo atsparumo lenkimui reikalavimus.
Skirtingai nuo paprasto vienmodio pluošto lūžio rodiklio profilio, daugiamodio pluošto lūžio rodiklio profilis yra labai sudėtingas, todėl reikia itin tikslaus lūžio rodiklio profilio projektavimo ir gamybos proceso. tiksliausias daugiamodio pluošto paruošimas yra plazminio cheminio nusodinimo oro sąlygomis (PCVD) procesas, kurį atstovauja Changfei Company. Šis procesas skiriasi nuo kitų procesų tuo, kad jo nusodinimo sluoksnis sudaro kelis tūkstančius sluoksnių, o vieno sluoksnio storis yra tik apie 1 mikronas. nusodinimas, leidžiantis itin tiksliai valdyti lūžio rodiklio kreivę, kad būtų pasiektas didelis pralaidumas.
Optimizavus daugiamodio pluošto lūžio rodiklio profilį, lenkimui nejautrus daugiamodis pluoštas žymiai pagerina atsparumą lenkimui, kaip parodyta 1 paveiksle.
1 pav. Lenkimui atsparaus daugiamodio pluošto ir įprasto daugiamodio pluošto makrolenkimo našumo palyginimas
Trečia:naujas daugiamodis šviesolaidis (OM5)
OM3 pluoštas ir OM4 pluoštas yra daugiamodis pluoštas, daugiausia naudojamas 850 nm juostoje. Kadangi perdavimo sparta ir toliau didėja, tik vieno kanalo juostos dizainas lems vis daugiau ir daugiau laidų sąnaudų, o susijusios valdymo ir priežiūros išlaidos atitinkamai padidės. .Todėl technikai bando į daugiamodę perdavimo sistemą diegti bangos ilgio padalijimo multipleksavimo koncepciją. Jei vienu pluoštu galima perduoti kelis bangos ilgius, atitinkamas lygiagrečių skaidulų skaičius ir klojimo bei priežiūros sąnaudos gali būti labai sumažintos. Šiame kontekste atsirado OM5 pluoštas.
OM5 daugiamodis pluoštas yra pagrįstas OM4 pluoštu, kuris išplečia didelio pralaidumo kanalą ir palaiko perdavimo programas nuo 850 nm iki 950 nm. Dabartinės pagrindinės programos yra SWDM4 ir SR4.2 dizaino. SWDM4 yra keturių trumpųjų bangų, kurios yra atitinkamai 850 nm, 880 nm, 910 nm ir 940 nm, tankinimas pagal bangos ilgį. Tokiu būdu optinis pluoštas gali palaikyti ankstesnių keturių lygiagrečių optinių skaidulų paslaugas. SR4.2 yra dviejų bangų ilgio tankinimo sistema, daugiausia naudojama vieno pluošto dvikrypčiai technologijai. OM5 gali būti suderintas su VCSEL lazeriais, pasižyminčiais mažu našumu ir mažomis sąnaudomis, kad geriau atitiktų trumpo nuotolio ryšį, pvz., duomenų centrus. Toliau pateikta 3 lentelė. pagrindinių OM4 ir OM5 skaidulų pralaidumo specifikacijų palyginimas.
Šiuo metu OM5 šviesolaidis naudojamas kaip naujo tipo aukštos klasės daugiamodis šviesolaidis. Viena didžiausių verslo atvejų yra Changfei ir Kinijos geležinkelių korporacijos pagrindinio duomenų centro OM5 komercinis atvejis. Duomenų centras siekia pritaikyti OM5 skaidulas SR4.2 bangos ilgio padalijimo sistemoje. Jis pasiekia didžiausios talpos ryšį mažiausiomis sąnaudomis ir ruošiasi tolesniam atnaujinimo greičiui ateityje. Ateityje greitis bus padidintas iki 100 Gb/s ar net 400 Gb. /s arba plačiajuosčio ryšio programos nebegali pakeisti šviesolaidžio, todėl būsimos atnaujinimo išlaidos gerokai sumažinamos.
Santrauka: Kadangi programų poreikis ir toliau didėja, daugiamodis šviesolaidis pereina prie mažų lenkimo nuostolių, didelio dažnių juostos pločio ir kelių bangų ilgio tankinimo. Tarp jų labiausiai potencialus pritaikymas yra OM5 skaidulas, pasižymintis optimaliu dabartinio daugiamodio pluošto veikimu. ir suteikia galingą šviesolaidinį sprendimą 100 Gb/s ir 400 Gb/s kelių bangų ilgio sistemoms ateityje. Be to, siekiant patenkinti didelės spartos, didelio pralaidumo, pigaus duomenų centrų ryšio reikalavimus, naujas daugiamodis taip pat kuriami skaiduliniai pluoštai, tokie kaip vienmodžiai bendrosios paskirties skaidulos. Ateityje Changfei kartu su pramonės kolegomis pristatys daugiau naujų daugiamodių šviesolaidžių sprendimų, o tai suteiks naujų laimėjimų ir sumažins duomenų centrų ir šviesolaidinių jungčių sąnaudas.