Предговор: Комуникационо влакно је подељено на једномодно влакно и вишемодно влакно према броју модова преноса под таласном дужином његове примене. Због великог пречника језгра мултимодног влакна, може се користити са јефтиним изворима светлости. Због тога има широк спектар примена у сценаријима преноса на кратке удаљености, као што су центри података и локалне мреже. Уз брзи развој изградње дата центара последњих година, мултимодно влакно, које је главни ток центара података и локалног подручја мрежне апликације, такође је ушло у пролеће, што је изазвало широку забринутост. Хајде да данас причамо о развоју мултимодних влакана.
Према стандардној спецификацији ИСО/ИЕЦ 11801, вишемодно влакно је подељено у пет главних категорија: ОМ1, ОМ2, ОМ3, ОМ4 и ОМ5. Његова кореспонденција са ИЕЦ 60792-2-10 је приказана у табели 1. Међу њима ОМ1, ОМ2 односи се на традиционално 62,5/125 мм и 50/125 мм вишемодно влакно. ОМ3, ОМ4 и ОМ5 се односе на ново 50/125мм 10 Гигабит мултимоде влакно.
Прво:традиционално мултимодно влакно
Развој мултимодних влакана почео је 1970-их и 1980-их. Рана мултимодна влакна су укључивала многе величине, а четири типа величина укључене у стандарде Међународне електротехничке комисије (ИЕЦ) укључивале су четири. Пречник омотача језгра је подељен на 50/125 μм, 62,5/125 μм, 85/125 μм и 100/ 140 μм. Због велике величине омотача језгра, трошкови производње су високи, отпорност на савијање је лоша, број начина преноса је повећан, а пропусни опсег је смањен. Због тога се постепено елиминише тип велике величине омотача језгра, а постепено се формирају две главне величине омотача језгра. Они су 50/125 μм и 62,5/125 μм, респективно.
У раној локалној мрежи, да би се што више смањио системски трошак локалне мреже, јефтина ЛЕД диода се генерално користила као извор светлости. Због ниске излазне снаге ЛЕД-а, угао дивергенције је релативно велики . Међутим, пречник језгра и нумерички отвор вишемодног влакна од 50/125 мм су релативно мали, што није погодно за ефикасно спајање са ЛЕД диодама. Што се тиче мултимодног влакна од 62,5/125 мм са великим пречником језгра и нумеричким отвором, више оптичке снаге може да се повеже са оптичком везом. Због тога, 50/125 мм вишемодно влакно није било тако широко коришћено као 62,5/125 мм вишемодно влакно пре средином 1990-их.
Уз континуирано повећање брзине ЛАН преноса, од краја 20. века, ЛАН је развијен изнад брзине лГб/с. Пропусност мултимодног влакна од 62,5/125 μм са ЛЕД као извором светлости само постепено није у стању да испуни захтеве. Насупрот томе, мултимодно влакно од 50/125 мм има мањи нумерички отвор и пречник језгра, и мање режима проводљивости. дисперзија вишемодног влакна је ефективно смањена, а пропусни опсег је значајно повећан. Због малог пречника језгра, цена производње вишемодног влакна од 50/125 мм је такође нижа, тако да се поново широко користи.
Стандард ИЕЕЕ 802.3з Гигабит Етхернет наводи да се 50/125 мм мултимодна и 62,5/125 мм мултимодна влакна могу користити као преносни медиј за Гигабит Етхернет. Међутим, за нове мреже, вишемодно влакно од 50/125 мм је генерално пожељније.
Друго:ласерски оптимизовано мултимодно влакно
Са развојем технологије појавио се ВЦСЕЛ (Вертицал Цавити Сурфаце Емиттинг Ласер) од 850 нм. ВЦСЕЛ ласери се широко користе јер су јефтинији од дуготаласних ласера и могу повећати брзину мреже. ВЦСЕЛ ласери се широко користе јер су јефтинији од дуготаласних ласера. ласери таласне дужине и могу повећати брзину мреже. Због разлике између два типа уређаја који емитују светлост, сама влакна морају бити модификована да би се прилагодила променама у извору светлости.
За потребе ВЦСЕЛ ласера, Међународна организација за стандардизацију/Међународна електротехничка комисија (ИСО/ИЕЦ) и Алијанса телекомуникацијске индустрије (ТИА) заједнички су израдили нови стандард за вишемодна влакна са језгром од 50 мм. ИСО/ИЕЦ класификује нову генерацију вишемодних влакана у категорију ОМ3 (ИЕЦ стандард А1а.2) у свом новом вишемодном разреду влакана, који је ласерски оптимизовано вишемодно влакно.
Следеће ОМ4 влакно је заправо надограђена верзија ОМ3 мултимодног влакна. У поређењу са ОМ3 влакном, ОМ4 стандард само побољшава индекс пропусног опсега. (ОФЛ) на 850 нм у поређењу са ОМ3 влакном. Као што је приказано у табели 2 испод.
Постоји много начина преноса у мултимодним влакнима, а такође се јавља и проблем отпорности влакна на савијање. Када је влакно савијено, режим високог реда лако пропушта, што резултира губитком сигнала, односно губитком савијања влакна. Са све већим бројем сценарија примене у затвореном простору, ожичење мултимодног влакна у уском окружењу је довело до напред веће захтеве за његову отпорност на савијање.
За разлику од једноставног профила индекса преламања једномодног влакна, профил индекса преламања мултимодног влакна је веома сложен, захтевајући изузетно фин дизајн профила индекса преламања и процес производње. Најпрецизнија припрема мултимодног влакна је процес плазма хемијског таложења временских услова (ПЦВД), који представља компанија Цхангфеи. Овај процес се разликује од других процеса по томе што има слој таложења од неколико хиљада слојева и дебљину од само око 1 микрон по слоју током таложење, омогућавајући ултра-фину контролу криве индекса преламања за постизање високог пропусног опсега.
Оптимизацијом профила индекса преламања мултимодног влакна, мултимодно влакно неосетљиво на савијање има значајно побољшање отпорности на савијање, као што је приказано на слици 1 испод.
Слика 1 Поређење перформанси макро савијања између мултимодних влакана отпорних на савијање и конвенционалних мултимодних влакана
Треће:ново мултимодно влакно (ОМ5)
ОМ3 влакна и ОМ4 влакна су мултимодна влакна која се углавном користе у опсегу од 850 нм. Како брзина преноса наставља да расте, само једноканални дизајн опсега ће резултирати све интензивнијим трошковима ожичења, а повезани трошкови управљања и одржавања ће се у складу с тим повећати .Стога техничари покушавају да уведу концепт мултиплексирања са поделом таласних дужина у вишемодни систем преноса. Ако се више таласних дужина може пренети на једно влакно, одговарајући број паралелних влакана и трошкови полагања и одржавања могу бити знатно смањени. У том контексту, настало је ОМ5 влакно.
ОМ5 вишемодно влакно је засновано на ОМ4 влакну, које проширује канал високог пропусног опсега и подржава апликације за пренос од 850нм до 950нм. Тренутне главне апликације су СВДМ4 и СР4.2 дизајн. СВДМ4 је мултиплексирање са поделом таласних дужина четири кратка таласа, који су 850 нм, 880 нм, 910 нм и 940 нм, респективно. На овај начин, оптичко влакно може да подржи услуге претходна четири паралелна оптичка влакна. СР4.2 је мултиплексирање са двоталасном поделом, углавном се користи за двосмерну технологију са једним влакном. ОМ5 се може упарити са ВЦСЕЛ ласерима са ниским перформансама и ниском ценом како би се боље задовољиле комуникације на кратким растојањима као што су центри података. Табела 3 испод је поређење главних спецификација пропусног опсега за ОМ4 и ОМ5 влакна.
Тренутно се ОМ5 влакно користи као нова врста висококвалитетног мултимодног влакна. Један од највећих пословних случајева је комерцијални случај Цхангфеи-а и главног дата центра Цхина Раилваис Цорпоратион. Дата центар има за циљ предности примене ОМ5 влакно у систему поделе таласних дужина СР4.2. Постиже комуникацију максималног капацитета уз најнижу цену и припрема се за даљу стопу надоградње у будућности. Будућа брзина ће бити повећана на 100Гб/с или чак 400Гб. /с, или широкопојасне апликације, више не могу заменити влакна, значајно смањујући будуће трошкове надоградње.
Резиме: Како потражња за апликацијама наставља да расте, вишемодна влакна се крећу ка ниском губитку савијања, великом пропусном опсегу и мултиплексирању са више таласних дужина. Међу њима, најпотенцијална примена је ОМ5 влакно, које има оптималне перформансе тренутних мултимодних влакана, и пружа моћно оптичко решење за системе са више таласних дужина од 100Гб/с и 400Гб/с у будућности. Поред тога, да би се испунили захтеви за брзу комуникацију у центру података велике брзине, великог пропусног опсега, ниске цене, нови мултимоде влакна, као што су једнострука вишемодна влакна опште намене, такође се развијају. У будућности, Цхангфеи ће лансирати више нових мултимодних оптичких решења са колегама из индустрије, доносећи нова открића и ниже трошкове за центре података и оптичке интерконекције.