Предговор: Комуникациското влакно е поделено на едномодни влакна и мултимодни влакна според бројот на режими на пренос под нејзината бранова должина на примена. Поради големиот дијаметар на јадрото на мултимодното влакно, може да се користи со евтини извори на светлина. Затоа, има широк опсег на апликации во сценарија за пренос на кратки растојанија, како што се центри за податоци и локални мрежи. мрежни апликации, исто така, воведе пролет, предизвикувајќи широка загриженост.Денес, ајде да зборуваме за развојот на мултимодни влакна.
Според стандардот ISO/IEC 11801 спецификацијата, мултимодните влакна се поделени во пет главни категории: OM1, OM2, OM3, OM4 и OM5. Неговата кореспонденција со IEC 60792-2-10 е прикажана во Табела 1. Меѓу нив OM1, OM2 се однесува на традиционалните мултимодни влакна од 62,5/125мм и 50/125мм. OM3, OM4 и OM5 се однесуваат на новите 50/125mm 10 Gigabit мултимодни влакна.
Прво:традиционалното мултимодно влакно
Развојот на мултимодни влакна започна во 1970-тите и 1980-тите. Раните мултимодни влакна вклучуваа многу големини, а четири типа големини вклучени во стандардите на Меѓународната електротехничка комисија (IEC) вклучуваа четири. Дијаметарот на облогата на јадрото е поделен на 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm и 100/ 140 μm. Поради големата големина на облогата на јадрото, трошоците за производство се високи, отпорот на свиткување е слаб, бројот на режими на пренос е зголемен, а пропусниот опсег е намален. Затоа, типот на големината на облогата на јадрото постепено се елиминира и постепено се формираат две главни големини на обложување на јадрото. Тие се 50/125 μm и 62,5/125 μm, соодветно.
Во раната локална мрежа, со цел да се намалат системските трошоци на локалната мрежа колку што е можно, евтината LED обично се користеше како извор на светлина. Поради малата излезна моќност на LED, аголот на дивергенција е релативно голем . Сепак, дијаметарот на јадрото и нумеричката бленда на влакната со повеќе режими од 50/125 mm се релативно мали, што не е погодно за ефикасно спојување со LED. Што се однесува до мултимодното влакно 62,5/125 mm со голем дијаметар на јадрото и нумеричка бленда, поголема оптичка моќ може да се спои со оптичката врска. Затоа, мултимодното влакно 50/125 mm не беше толку широко користено како мултимодното влакно 62,5/125 mm пред средината на 1990-тите.
Со континуираното зголемување на брзината на пренос на LAN, од крајот на 20 век, LAN е развиен над стапката lGb/s. Пропусниот опсег од 62,5/125μm мултимодното влакно со LED како извор на светлина постепено не може да ги исполни барањата. За разлика од тоа, мултимодното влакно од 50/125 mm има помала нумеричка бленда и дијаметар на јадрото и помалку режими на спроводливост. Затоа, режимот дисперзијата на мулти-режимните влакна е ефикасно намалена, а пропусниот опсег е значително зголемен. Поради малиот дијаметар на јадрото, цената на производството на мулти-режимното влакно од 50/125 mm е исто така помала, па затоа повторно се користи нашироко.
Стандардот IEEE 802.3z Gigabit Ethernet одредува дека мултимодни влакна од 50/125mm и мултимодни влакна од 62,5/125mm може да се користат како медиум за пренос за Gigabit Ethernet. Меѓутоа, за нови мрежи, генерално се претпочитаат мултимодни влакна од 50/125 mm.
Второ:ласерско оптимизирано мултимодно влакно
Со развојот на технологијата, се појави 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Ласерите VCSEL се широко користени бидејќи се поевтини од ласерите со долга бранова должина и можат да ја зголемат брзината на мрежата. ласери со бранова должина и може да ја зголемат брзината на мрежата.Поради разликата помеѓу двата типа уреди што емитуваат светлина, самото влакно мора да се измени за да се приспособат на промените во изворот на светлина.
За потребите на VCSEL ласерите, Меѓународната организација за стандардизација/Меѓународната електротехничка комисија (ISO/IEC) и Алијансата за телекомуникациската индустрија (ТИА) заеднички подготвија нов стандард за мултимодни влакна со јадро 50 мм. ISO/IEC класифицира нова генерација на мултимодни влакна во категоријата OM3 (IEC стандард A1a.2) во неговата нова класификација на мултимодни влакна, која е ласерски оптимизирана мултимодна влакно.
Последователните OM4 влакна всушност се надградена верзија на OM3 мултимодни влакна. Во споредба со OM3 влакна, стандардот OM4 само го подобрува индексот на пропусниот опсег на влакна. Односно, стандардот за оптички влакна OM4 го подобри пропусниот опсег на ефективен режим (EMB) и пропусниот опсег на целосно вбризгување (OFL) на 850 nm во споредба со OM3 влакната. Како што е прикажано во Табела 2 подолу.
Постојат многу начини на пренос во повеќемодното влакно, а се јавува и проблемот со отпорноста на свиткување на влакното. Кога влакното е свиткано, режимот со висок ред лесно протекува, што резултира со губење на сигналот, односно губење на виткање на влакното. напред повисоки барања за неговата отпорност на свиткување.
За разлика од едноставниот профил со индекс на рефракција на едномодни влакно, профилот со индекс на рефракција на мултимодни влакна е многу сложен, што бара исклучително фин профил на профилот со индекс на рефракција и процес на изработка. Во сегашните четири главни процеси на префабрикување на меѓународниот мејнстрим, најпрецизна подготовка на мултимодни влакна е процесот на хемиско таложење на времето во плазма (PCVD), претставен од Changfei Company. Овој процес се разликува од другите процеси по тоа што има слој од таложење од неколку илјади слоеви и дебелина од само околу 1 микрон по слој за време на таложење, овозможувајќи ултра фина контрола на кривата на индексот на рефракција за да се постигне висок пропусен опсег.
Со оптимизирање на профилот на индексот на прекршување на повеќемодното влакно, мултимодното влакно осетливо на свиткување има значително подобрување во отпорот на свиткување, како што е прикажано на Слика 1 подолу.
Сл.1 Споредба на перформансите на макробенд помеѓу мултимодни влакна отпорни на свиткување и конвенционални мултимодни влакна
Трето:новото мултимодно влакно (OM5)
Влакното OM3 и влакната OM4 се мултимодни влакна кои главно се користат во опсегот од 850 nm. Како што стапката на пренос продолжува да се зголемува, само дизајнот на лентата со еден канал ќе резултира со сè поинтензивни трошоци за ожичување, а поврзаните трошоци за управување и одржување соодветно ќе се зголемат .Затоа, техничарите се обидуваат да го воведат концептот на мултиплексирање со поделба на бранова должина во мултимодниот преносен систем. Ако може да се пренесат повеќе бранови должини на едно влакно, соодветниот број на паралелни влакна и трошоците за поставување и одржување може значително да се намалат. Во овој контекст, влакното OM5 настанало.
Мултимодното влакно OM5 се заснова на OM4 влакното, кое го проширува каналот со висок пропусен опсег и поддржува апликации за пренос од 850 nm до 950 nm. Тековните мејнстрим апликации се дизајните SWDM4 и SR4.2. SWDM4 е мултиплексирање со поделба на бранова должина на четири кратки бранови, кои се 850 nm, 880 nm, 910 nm и 940 nm, соодветно. На овој начин, оптичкото влакно може да ги поддржува услугите на претходните четири паралелни оптички влакна. SR4.2 е мултиплексирање со поделба со две бранови должини, главно се користи за двонасочна технологија со едно влакно. OM5 може да се совпадне со VCSEL ласери со ниски перформанси и ниска цена за подобро исполнување на комуникацијата на кратки растојанија, како што се центрите за податоци. Табела 3 подолу е споредба на главните спецификации за пропусниот опсег за OM4 и OM5 влакна.
Во моментов, влакната OM5 се користат како нов тип мултимодни влакна од висока класа. Еден од најголемите деловни случаи е комерцијалниот случај OM5 на главниот центар за податоци на Changfei и China Railways Corporation. Центарот за податоци е насочен кон предностите на примената на OM5 влакна во системот за поделба на бранова должина на SR4.2. Постигнува комуникација со максимален капацитет по најниска цена и се подготвува за понатамошна стапка на надградба во иднина. Идната стапка ќе се зголеми на 100 Gb/s или дури 400 Gb. /s, или широкопојасните апликации, повеќе не можат да ги заменат влакната, што значително ги намалува идните трошоци за надградба.
Резиме: Како што побарувачката за апликации продолжува да се зголемува, мултимодните влакна се движат кон ниска загуба на свиткување, висока пропусност и мултиплексирање со повеќе бранови должини. и обезбедува моќно решение за оптички влакна за системи со повеќе бранови должини од 100Gb/s и 400Gb/s во иднина.Покрај тоа, со цел да се задоволат барањата за комуникација со центарот за податоци со голема брзина, висок пропусен опсег, ниска цена, нов мултимод влакна, како што се единечни мултимодни општа намена влакна, исто така се развиваат. Во иднина, Changfei ќе лансира повеќе нови решенија за мултимодни влакна со врсниците во индустријата, што ќе донесе нови откритија и пониски трошоци за центрите за податоци и за интерконекции со оптички влакна.