Voorwoord: Kommunikasievesel word verdeel in enkelmodusvesel en multimodusvesel volgens die aantal transmissiemodusse onder sy toepassingsgolflengte.Weens die groot kerndeursnee van die multimodusvesel kan dit met laekosteligbronne gebruik word.Daarom het dit 'n wye reeks toepassings in kortafstandtransmissiescenario's, soos datasentrums en plaaslike areanetwerke.Met die vinnige ontwikkeling van datasentrumkonstruksie in onlangse jare, multimodusvesel, wat die hoofstroom van datasentrum en plaaslike area is netwerktoepassings, het ook die lente ingelui, wat wydverspreide kommer veroorsaak. Vandag, kom ons praat oor die ontwikkeling van multimodusvesel.
Volgens die standaard ISO/IEC 11801-spesifikasie word multimodusvesel in vyf hoofkategorieë verdeel: OM1, OM2, OM3, OM4 en OM5. Die korrespondensie daarvan met IEC 60792-2-10 word in Tabel 1 getoon. Onder hulle OM1, OM2 verwys na die tradisionele 62.5/125mm en 50/125mm multimodusvesel.OM3, OM4 en OM5 verwys na die nuwe 50/125mm 10 Gigabit multimodusvesel.
Eerstens:die tradisionele multimodusvesel
Die ontwikkeling van multimodusvesel het in die 1970's en 1980's begin.Vroeë multimodusvesels het baie groottes ingesluit, en vier tipes groottes ingesluit in die Internasionale Elektrotegniese Kommissie (IEC) se standaarde het vier ingesluit. Die kernbekledingsdeursnee word verdeel in 50/125 μm, 62.5/125 μm, 85/125 μm en 100/ 140 μm.As gevolg van die groot grootte van die kernbekleding, is die vervaardigingskoste hoog, die buigweerstand is swak, die aantal transmissiemodusse word verhoog en die bandwydte word verminder.Daarom word die tipe groot kernbekledingsgrootte geleidelik uitgeskakel, en twee hoofkernbekledingsgroottes word geleidelik gevorm.Hulle is onderskeidelik 50/125 μm en 62,5/125 μm.
In die vroeë plaaslike area netwerk, om die stelselkoste van die plaaslike area netwerk so veel as moontlik te verminder, is 'n laekoste LED oor die algemeen as 'n ligbron gebruik. As gevolg van lae LED-uitsetkrag is die divergensiehoek relatief groot .Die kerndeursnee en numeriese opening van die 50/125mm multimodusvesel is egter relatief klein, wat nie bevorderlik is vir doeltreffende koppeling met LED nie.Wat die 62.5/125mm multimodusvesel met groot kerndeursnee en numeriese opening betref, kan meer optiese krag aan die optiese skakel gekoppel word. Daarom is 50/125mm multimodusvesel nie so algemeen gebruik as die 62.5/125mm multimodusvesel voor die middel 1990's.
Met die voortdurende toename in LAN-transmissietempo, sedert die einde van die 20ste eeu, is die LAN bo die lGb/s-koers ontwikkel.Die bandwydte van 62.5/125μm multimodusvesel met LED as die ligbron is net geleidelik nie in staat om aan die vereistes te voldoen nie.Daarteenoor het die 50/125mm multimodusvesel 'n kleiner numeriese opening en kerndeursnee, en minder geleidingsmodusse.Daarom het die modus verspreiding van multi-modus vesel word effektief verminder, en die bandwydte word aansienlik verhoog.Weens die klein kerndeursnee is die produksiekoste van 50/125mm multimodusvesel ook laer, dus word dit weer wyd gebruik.
Die IEEE 802.3z Gigabit Ethernet-standaard spesifiseer dat 50/125 mm multimodus- en 62.5/125 mm multimodusvesels as transmissiemedia vir Gigabit Ethernet gebruik kan word.Vir nuwe netwerke word 50/125 mm multimodusvesel egter oor die algemeen verkies.
Tweedens:laser-geoptimaliseerde multimodusvesel
Met die ontwikkeling van tegnologie het 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) verskyn.VCSEL-lasers word wyd gebruik omdat dit goedkoper as langgolflengtelasers is en netwerkspoed kan verhoog.VCSEL-lasers word wyd gebruik omdat dit goedkoper is as lang- golflengte lasers en kan netwerkspoed verhoog.As gevolg van die verskil tussen die twee tipes liguitstralende toestelle, moet die vesel self aangepas word om veranderinge in die ligbron te akkommodeer.
Vir die behoeftes van VCSEL-lasers het die Internasionale Organisasie vir Standaardisering/Internasionale Elektrotegniese Kommissie (ISO/IEC) en die Telekommunikasie-industrie-alliansie (TIA) gesamentlik 'n nuwe standaard vir multimodusvesel met 'n 50mm-kern opgestel.ISO/IEC klassifiseer 'n nuwe generasie van multimodusvesel in die OM3-kategorie (IEC-standaard A1a.2) in sy nuwe multimodusveselgraad, wat 'n lasergeoptimaliseerde multimodusvesel is.
Die daaropvolgende OM4-vesel is eintlik 'n opgegradeerde weergawe van OM3-multimodusvesel.Vergeleke met OM3-vesel verbeter die OM4-standaard net die veselbandwydte-indeks. Dit wil sê, die OM4-veselstandaard het die effektiewe modusbandwydte (EMB) en die volle inspuitbandwydte verbeter (OFL) by 850 nm in vergelyking met die OM3-vesel.Soos getoon in Tabel 2 hieronder.
Daar is baie maniere van oordrag in multimodusvesel, en die probleem van buigweerstand van die vesel word ook meegebring.Wanneer die vesel gebuig word, word die hoë-orde-modus maklik uitgelek, wat lei tot verlies van sein, dit wil sê buigverlies van die vesel. Met die toenemende aantal binnenshuise toepassingscenario's het die bedrading van multimodusvesel in 'n nou omgewing geplaas hoër vereistes vir sy buigweerstand vorentoe.
Anders as die eenvoudige brekingsindeksprofiel van 'n enkelmodusvesel, is die brekingsindeksprofiel van 'n multimodusvesel baie kompleks, wat 'n uiters fyn brekingsindeksprofielontwerp en vervaardigingsproses vereis.In die huidige vier groot voorafvervaardigingsproses van die internasionale hoofstroom, die mees presiese voorbereiding van multimodusvesel is die plasma chemiese weerneerlegging (PCVD) proses, verteenwoordig deur Changfei Company. Hierdie proses verskil van ander prosesse deurdat dit 'n afsettingslaag van etlike duisende lae het en 'n dikte van slegs sowat 1 mikron per laag tydens afsetting, wat ultra-fyn brekingsindekskrommebeheer moontlik maak om hoë bandwydte te bereik.
Deur die brekingsindeksprofiel van multimodusvesel te optimaliseer, het die buigonsensitiewe multimodusvesel 'n beduidende verbetering in buigweerstand, soos getoon in Figuur 1 hieronder.
Fig.1 Vergelyking van makrobuigprestasie tussen buigbestande multimodusvesel en konvensionele multimodusvesel
Derde:die nuwe multimodusvesel (OM5)
OM3-vesel en OM4-vesel is multimodusvesel wat hoofsaaklik in die 850nm-band gebruik word. Soos die transmissietempo aanhou toeneem, sal slegs 'n enkelkanaal-bandontwerp meer en meer intensiewe bedradingskoste tot gevolg hê, en die gepaardgaande bestuur- en instandhoudingskoste sal dienooreenkomstig styg .Daarom probeer die tegnici om die golflengteverdeling-multipleksingskonsep in die multimodus-transmissiestelsel in te voer.As veelvuldige golflengtes op een vesel oorgedra kan word, kan die ooreenstemmende aantal parallelle vesel en die koste van lê en onderhoud aansienlik verminder word.In hierdie konteks het OM5-vesel tot stand gekom.
OM5 multimodusvesel is gebaseer op OM4-vesel, wat die hoëbandwydtekanaal verbreed en transmissietoepassings van 850nm tot 950nm ondersteun. Die huidige hoofstroomtoepassings is SWDM4- en SR4.2-ontwerpe.SWDM4 is 'n golflengtedeling-multipleksing van vier kort golwe, wat onderskeidelik 850 nm, 880 nm, 910 nm en 940 nm is. Op hierdie manier kan 'n optiese vesel die dienste van die vorige vier parallelle optiese vesels ondersteun.SR4.2 is 'n twee-golflengte deling multipleksing, hoofsaaklik gebruik vir enkelvesel tweerigting tegnologie. Die OM5 kan gepas word met VCSEL lasers met lae werkverrigting en lae koste om beter te voldoen aan kortafstand kommunikasie soos datasentrums.Tabel 3 hieronder is 'n vergelyking van die hoofbandwydtespesifikasies vir OM4- en OM5-vesels.
Tans is OM5-vesel as 'n nuwe tipe hoë-end multimode-vesel gebruik. Een van die grootste sakegevalle is die OM5-kommersiesaak van Changfei en China Railways Corporation se hoofdatasentrum. Die datasentrum is gerig op die toepassingsvoordele van OM5-vesel in die golflengteverdelingstelsel van SR4.2.Dit bereik die maksimum kapasiteit kommunikasie teen die laagste koste, en berei voor vir verdere opgradering koers in die toekoms.Die toekomstige koers sal verhoog word na 100Gb/s of selfs 400Gb./s, of wyebandtoepassings, kan nie meer vesel vervang nie, wat toekomstige opgraderingskoste aansienlik verminder.
Opsomming: Soos die vraag na toepassings aanhou toeneem, beweeg multimodusvesel na lae buigverlies, hoë bandwydte en multi-golflengte multipleksing. Onder hulle is die mees potensiële toepassing OM5-vesel, wat die optimale werkverrigting van huidige multimodusvesel het, en bied 'n kragtige veseloplossing vir multi-golflengtestelsels van 100Gb/s en 400Gb/s in die toekoms.Daarbenewens, ten einde te voldoen aan die vereistes van hoëspoed, hoëbandwydte, laekoste datasentrumkommunikasie, nuwe multimodus vesels, soos enkel-multimodus-vesels vir algemene doeleindes, word ook ontwikkel. In die toekoms sal Changfei meer nuwe multimodus-veseloplossings saam met eweknieë in die industrie bekendstel, wat nuwe deurbrake en laer koste na datasentrums en optieseveselverbindings bring.