Önsöz: İletişim fiberi, uygulama dalga boyu altındaki iletim modlarının sayısına göre tek modlu fiber ve çok modlu fiber olarak ikiye ayrılır. Çok modlu fiberin çekirdek çapının büyük olması nedeniyle düşük maliyetli ışık kaynakları ile kullanılabilir. Bu nedenle veri merkezleri ve yerel alan ağları gibi kısa mesafeli iletim senaryolarında geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Son yıllarda veri merkezi inşaatının hızla gelişmesiyle birlikte, veri merkezi ve yerel alanın ana akımı olan multimod fiber ağ uygulamalarının da baharın gelmesiyle yaygın endişelere neden oldu. Bugün multimod fiberin gelişiminden bahsedelim.
Standart ISO/IEC 11801 spesifikasyonuna göre çok modlu fiber beş ana kategoriye ayrılır: OM1, OM2, OM3, OM4 ve OM5. IEC 60792-2-10 ile uyumu Tablo 1'de gösterilmektedir. Bunlar arasında OM1, OM2 geleneksel 62,5/125 mm ve 50/125 mm çok modlu fiberi ifade eder. OM3, OM4 ve OM5, yeni 50/125mm 10 Gigabit çok modlu fiberi ifade eder.
Birinci:geleneksel çok modlu fiber
Çok modlu fiberin gelişimi 1970'lerde ve 1980'lerde başladı. İlk çok modlu fiberler birçok boyutu içeriyordu ve Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) standartlarında yer alan dört boyut türü dört içeriyordu. Çekirdek kaplama çapı 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm ve 100/ 140 μm. Çekirdek kaplamanın büyük boyutundan dolayı üretim maliyeti yüksektir, bükülme direnci zayıftır, iletim modlarının sayısı artar ve bant genişliği azalır. Bu nedenle, büyük çekirdek kaplama boyutu türü yavaş yavaş ortadan kaldırılır ve iki ana çekirdek kaplama boyutu yavaş yavaş oluşturulur. Bunlar sırasıyla 50/125 μm ve 62,5/125 μm'dir.
İlk yerel alan ağlarında, yerel alan ağının sistem maliyetini mümkün olduğu kadar azaltmak amacıyla, ışık kaynağı olarak genellikle düşük maliyetli bir LED kullanıldı. LED çıkış gücünün düşük olması nedeniyle, sapma açısı nispeten büyüktür. . Bununla birlikte, 50/125 mm'lik çok modlu fiberin çekirdek çapı ve sayısal açıklığı nispeten küçüktür ve bu, LED ile verimli bir şekilde bağlanmaya elverişli değildir. Büyük çekirdek çapı ve sayısal açıklığa sahip 62,5/125 mm çok modlu fibere gelince, optik bağlantıya daha fazla optik güç bağlanabilir. Bu nedenle, 50/125 mm çok modlu fiber, 62,5/125 mm çok modlu fiber kadar yaygın olarak kullanılmıyordu. 1990'ların ortası.
LAN iletim hızının sürekli artmasıyla birlikte, 20. yüzyılın sonlarından itibaren LAN, lGb/s hızının üzerinde gelişmiştir. Işık kaynağı olarak LED'li 62,5/125μm çok modlu fiberin bant genişliği, gereksinimleri yalnızca kademeli olarak karşılayamaz hale gelir. Buna karşılık, 50/125 mm çok modlu fiber, daha küçük bir sayısal açıklığa ve çekirdek çapına ve daha az iletim moduna sahiptir. Bu nedenle, mod çok modlu fiberin dağılımı etkili bir şekilde azaltılır ve bant genişliği önemli ölçüde artar. Çekirdek çapının küçük olması nedeniyle 50/125mm çok modlu fiberin üretim maliyeti de daha düşük olduğundan yeniden yaygın olarak kullanılmaktadır.
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet standardı, Gigabit Ethernet için iletim ortamı olarak 50/125mm çok modlu ve 62,5/125mm çok modlu fiberlerin kullanılabileceğini belirtir. Ancak yeni ağlarda genellikle 50/125mm multimode fiber tercih edilmektedir.
Saniye:lazerle optimize edilmiş çok modlu fiber
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte 850 nm VCSEL (Dikey Boşluklu Yüzey Yayan Lazer) ortaya çıkmıştır. VCSEL lazerler, uzun dalga boylu lazerlere göre daha ucuz olması ve ağ hızlarını artırabilmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. VCSEL lazerler, uzun dalga boylu lazerlere göre daha ucuz olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. dalga boyundaki lazerler ve ağ hızlarını artırabilir. İki tür ışık yayan cihaz arasındaki fark nedeniyle, fiberin kendisinin, ışık kaynağındaki değişikliklere uyum sağlayacak şekilde değiştirilmesi gerekir.
VCSEL lazerlerin ihtiyaçları için, Uluslararası Standardizasyon Örgütü/Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (ISO/IEC) ve Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği (TIA), 50 mm çekirdekli çok modlu fiber için ortaklaşa yeni bir standart taslağı hazırladı. ISO/IEC, yeni nesli sınıflandırıyor çok modlu fiberin, lazerle optimize edilmiş çok modlu bir fiber olan yeni çok modlu fiber sınıfında OM3 kategorisine (IEC standardı A1a.2) dahil edilmesi.
Sonraki OM4 fiber, aslında OM3 çok modlu fiberin yükseltilmiş bir versiyonudur. OM3 fiber ile karşılaştırıldığında, OM4 standardı yalnızca fiber bant genişliği endeksini geliştirir. Yani, OM4 fiber standardı, etkili mod bant genişliğini (EMB) ve tam enjeksiyon bant genişliğini geliştirmiştir. (OFL), OM3 fiberle karşılaştırıldığında 850 nm'de. Aşağıdaki Tablo 2'de gösterildiği gibi.
Çok modlu fiberde birçok iletim modu vardır ve fiberin bükülme direnci sorunu da ortaya çıkar. Fiber büküldüğünde, yüksek dereceli mod kolayca sızdırılır, bu da sinyal kaybına, yani fiberin bükülme kaybına neden olur. Artan sayıda iç mekan uygulama senaryosu ile, çok modlu fiberin dar bir ortamda kablolanması Bükülme direnci için daha yüksek gereksinimler ileri sürüyor.
Tek modlu bir fiberin basit kırılma indisi profilinden farklı olarak, çok modlu bir fiberin kırılma indisi profili çok karmaşıktır ve son derece ince bir kırılma indisi profili tasarımı ve imalat süreci gerektirir. Uluslararası ana akımın mevcut dört ana prefabrikasyon sürecinde, çok modlu fiberin en hassas şekilde hazırlanması, Changfei Company tarafından temsil edilen plazma kimyasal hava biriktirme (PCVD) işlemidir. Bu işlem, birkaç bin katmandan oluşan bir biriktirme katmanına ve katman başına yalnızca yaklaşık 1 mikron kalınlığa sahip olmasıyla diğer işlemlerden farklıdır. Yüksek bant genişliği elde etmek için ultra ince kırılma indisi eğrisi kontrolünü mümkün kılan biriktirme.
Çok modlu fiberin kırılma indisi profilinin optimize edilmesiyle, bükülmeye duyarsız çok modlu fiber, aşağıdaki Şekil 1'de gösterildiği gibi bükülme direncinde önemli bir iyileşme sağlar.
Şekil 1 Bükülmeye dirençli çok modlu fiber ile geleneksel çok modlu fiber arasındaki makro bükülme performansının karşılaştırılması
Üçüncü:yeni çok modlu fiber (OM5)
OM3 fiber ve OM4 fiber, esas olarak 850nm bandında kullanılan çok modlu fiberdir. İletim hızı artmaya devam ettikçe, yalnızca tek kanallı bant tasarımı giderek daha yoğun kablolama maliyetlerine neden olacak ve ilgili yönetim ve bakım maliyetleri de buna göre artacaktır. Bu nedenle teknisyenler, dalga boyu bölmeli çoğullama konseptini çok modlu iletim sistemine dahil etmeye çalışıyorlar. Bir fiber üzerinde birden fazla dalga boyu iletilebiliyorsa, buna karşılık gelen paralel fiber sayısı, döşeme ve bakım maliyeti büyük ölçüde azaltılabilir. Bu bağlamda OM5 fiber ortaya çıktı.
OM5 çok modlu fiber, yüksek bant genişliği kanalını genişleten ve 850nm'den 950nm'ye iletim uygulamalarını destekleyen OM4 fiberi temel alır. Mevcut ana uygulamalar SWDM4 ve SR4.2 tasarımlarıdır. SWDM4, sırasıyla 850 nm, 880 nm, 910 nm ve 940 nm olan dört kısa dalganın dalga boyu bölmeli çoğullamasıdır. Bu şekilde bir optik fiber, önceki dört paralel optik fiberin hizmetlerini destekleyebilir. SR4.2, esas olarak tek fiber çift yönlü teknoloji için kullanılan, iki dalga boyu bölmeli çoğullamadır. OM5, veri merkezleri gibi kısa mesafeli iletişimi daha iyi karşılamak için düşük performanslı ve düşük maliyetli VCSEL lazerlerle eşleştirilebilir. Aşağıdaki Tablo 3, OM4 ve OM5 fiberleri için ana bant genişliği spesifikasyonlarının karşılaştırılması.
Şu anda OM5 fiber, yeni bir üst düzey çok modlu fiber türü olarak kullanılmaktadır. En büyük iş örneklerinden biri, Changfei ve Çin Demiryolları Şirketi'nin ana veri merkezinin OM5 ticari durumudur. Veri merkezi, OM5 fiberinin uygulama avantajlarını amaçlamaktadır. SR4.2'nin dalga boyu bölme sistemindeki OM5 fiber. Maksimum kapasite iletişimini en düşük maliyetle elde eder ve gelecekte daha fazla yükseltme oranına hazırlanır. Gelecekteki hız 100 Gb/s'ye, hatta 400 Gb'ye yükseltilecek. /s veya geniş bant uygulamaları artık fiberin yerini tutamaz, bu da gelecekteki yükseltme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
Özet: Uygulamalara olan talep artmaya devam ettikçe çok modlu fiber, düşük bükülme kaybına, yüksek bant genişliğine ve çok dalga boylu çoğullamaya doğru ilerliyor. Bunların arasında en potansiyel uygulama, mevcut çok modlu fiberin optimum performansına sahip olan OM5 fiberdir. gelecekte 100 Gb/s ve 400 Gb/s çoklu dalga boylu sistemler için güçlü bir fiber çözümü sunmaktadır. Ayrıca yüksek hızlı, yüksek bant genişliğine sahip, düşük maliyetli veri merkezi iletişiminin gereksinimlerini karşılamak amacıyla yeni çoklu mod Tek çok modlu genel amaçlı fiberler gibi fiberler de geliştirilmektedir. Gelecekte Changfei, sektördeki emsalleriyle birlikte daha fazla yeni çok modlu fiber çözümü piyasaya sürecek ve veri merkezlerine ve fiber optik ara bağlantılara yeni atılımlar ve daha düşük maliyetler getirecek.