Кіріспе сөз: Байланыс талшығы қолданылу толқын ұзындығы бойынша жіберу режимдерінің санына сәйкес бір режимді талшық және көпмодалы талшық болып бөлінеді. Мультимоделді талшықтың диаметрі үлкен болғандықтан, оны арзан жарық көздерімен пайдалануға болады.Сондықтан оның деректер орталықтары және жергілікті желілер сияқты қысқа қашықтыққа жіберу сценарийлерінде кең ауқымды қолданбалы мүмкіндіктері бар. Соңғы жылдары деректер орталығы құрылысының қарқынды дамуымен деректер орталығы мен жергілікті аймақтың негізгі ағыны болып табылатын мультимодалы талшық желілік қосымшалар да көктемде пайда болып, кең ауқымды алаңдаушылық тудырды. Бүгін мультимодалы талшықты дамыту туралы сөйлесейік.
Стандартты ISO/IEC 11801 спецификациясына сәйкес мультимодалы талшық бес негізгі санатқа бөлінеді: OM1, OM2, OM3, OM4 және OM5. Оның IEC 60792-2-10 сәйкестігі 1-кестеде көрсетілген. Олардың арасында OM1, OM2 дәстүрлі 62,5/125 мм және 50/125 мм мультимодалы талшыққа қатысты.OM3, OM4 және OM5 жаңа 50/125 мм 10 Гигабит мультимодалы талшыққа қатысты.
Бірінші:дәстүрлі мультимодалы талшық
Мультимодиялы талшықтың дамуы 1970-1980 жылдары басталды.Ертедегі мультимодалы талшықтар көптеген өлшемдерді және Халықаралық электротехникалық комиссияның (IEC) стандарттарына енгізілген өлшемдердің төрт түрін қамтиды. Өзек қабатының диаметрі 50/125 мкм, 62,5/125 мкм, 85/125 мкм және 100/ болып бөлінеді. 140 мкм.Өзек қаптамасының үлкен өлшеміне байланысты өндіріс құны жоғары, иілуге төзімділігі нашар, беру режимдерінің саны артады және өткізу қабілеттілігі азаяды.Сондықтан үлкен өзек қаптамасының өлшемі бірте-бірте жойылып, екі негізгі өзек қаптамасының өлшемдері біртіндеп қалыптасады.Олар сәйкесінше 50/125 мкм және 62,5/125 мкм.
Ерте жергілікті желіде жергілікті желінің жүйелік құнын мүмкіндігінше азайту үшін, әдетте, жарық көзі ретінде арзан жарық диодты пайдаланылды. Жарық диодты шығыс қуаты төмен болғандықтан, дивергенция бұрышы салыстырмалы түрде үлкен. .Дегенмен, 50/125 мм көп режимді талшықтың өзек диаметрі мен сандық саңылауы салыстырмалы түрде кішкентай, бұл жарық диодты шаммен тиімді қосылуға қолайлы емес.Үлкен диаметрі және сандық саңылауы бар 62,5/125 мм көп режимді талшыққа келетін болсақ, оптикалық байланысқа көбірек оптикалық қуатты қосуға болады. Сондықтан 50/125 мм мультимодалы талшық 62,5/125 мм мультимодалы талшық сияқты кеңінен қолданылмаған. 1990 жылдардың ортасы.
LAN беру жылдамдығының үздіксіз өсуімен 20 ғасырдың аяғынан бастап LAN lGb/s жылдамдығынан жоғары дамыды.Жарық көзі ретінде жарық диоды бар 62,5/125 мкм мультимодты талшықтың өткізу қабілеттілігі талаптарды біртіндеп қанағаттандыра алмайды. Керісінше, 50/125 мм мультимодты талшықтың сандық апертурасы мен өзек диаметрі кішірек және өткізу режимдері азырақ. Сондықтан режим көп режимді талшықтың дисперсиясы тиімді төмендейді, ал өткізу қабілеті айтарлықтай артады.Өзек диаметрі кішкентай болғандықтан, 50/125 мм көп режимді талшықты өндіру құны да төмен, сондықтан ол қайтадан кеңінен қолданылады.
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet стандарты Gigabit Ethernet үшін тасымалдау құралы ретінде 50/125 мм көп режимді және 62,5/125 мм мультимодалы талшықтарды пайдалануға болатынын көрсетеді.Дегенмен, жаңа желілер үшін әдетте 50/125 мм мультимодалы талшыққа артықшылық беріледі.
Екінші:лазерлік оңтайландырылған мультимодалы талшық
Технологияның дамуымен 850 нм VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) пайда болды. VCSEL лазерлері кеңінен қолданылады, өйткені олар ұзын толқынды лазерлерге қарағанда арзанырақ және желі жылдамдығын арттыра алады. VCSEL лазерлері кеңінен қолданылады, өйткені олар ұзақ лазерлерге қарағанда арзанырақ. толқын ұзындығы лазерлері және желі жылдамдығын арттыра алады. Жарық шығаратын құрылғылардың екі түрі арасындағы айырмашылыққа байланысты талшықтың өзі жарық көзіндегі өзгерістерге бейімделу үшін өзгертілуі керек.
VCSEL лазерлерінің қажеттіліктері үшін Стандарттау жөніндегі халықаралық ұйым/Халықаралық электротехникалық комиссия (ISO/IEC) және Телекоммуникациялар индустриясы альянсы (TIA) бірлесіп 50 мм өзегі бар мультимодалы талшыққа арналған жаңа стандарт жобасын әзірледі. ISO/IEC жаңа буынды жіктейді. мультимодалы талшықты OM3 санатына (IEC стандарты A1a.2) жаңа мультимодалы талшықты сыныпта, ол лазермен оңтайландырылған мультимодалы талшық болып табылады.
Кейінгі OM4 талшығы шын мәнінде OM3 мультимодалы талшықтың жаңартылған нұсқасы болып табылады. OM3 талшығымен салыстырғанда, OM4 стандарты талшықты өткізу қабілетінің индексін ғана жақсартады. Яғни, OM4 талшықты стандарты тиімді режим өткізу қабілеттілігін (EMB) және толық инъекция өткізу қабілеттілігін жақсартты. (OFL) OM3 талшығымен салыстырғанда 850 нм.Төмендегі 2-кестеде көрсетілгендей.
Көпмодалы талшықта берілудің көптеген режимдері бар, сонымен қатар талшықтың иілу кедергісі мәселесі де туындайды.Талшық майысқан кезде, жоғары ретті режим оңай ағып кетеді, бұл сигналдың жоғалуына, яғни талшықтың иілу жоғалуына әкеледі. Үй ішінде қолдану сценарийлерінің көбеюімен, тар ортадағы мультимодалы талшықты сымдар оның иілуге төзімділігіне жоғары талаптарды алға жылжытыңыз.
Бір модты талшықтың сыну көрсеткішінің қарапайым профилінен айырмашылығы, көпмодалы талшықтың сыну көрсеткіші профилі өте күрделі, ол өте жақсы сыну көрсеткіші профилін жобалауды және дайындау процесін талап етеді. Қазіргі уақытта халықаралық негізгі ағымның төрт негізгі дайындау процесінде мультимодалы талшықтың ең дәл дайындалуы Changfei компаниясы ұсынған плазмалық химиялық ауа-райының тұндыру (PCVD) процесі болып табылады. Бұл процестің басқа процестерден айырмашылығы, оның бірнеше мың қабаттан тұратын тұндыру қабаты және әр қабаттың қалыңдығы шамамен 1 микрон болуымен ерекшеленеді. жоғары өткізу қабілеттілігіне қол жеткізу үшін ультра жұқа сыну көрсеткішінің қисық сызығын басқаруға мүмкіндік беретін тұндыру.
Көпмодалы талшықтың сыну көрсеткішінің профилін оңтайландыру арқылы иілуге сезімтал емес мультимодалы талшық төменде 1-суретте көрсетілгендей иілуге төзімділігін айтарлықтай жақсартады.
1-сурет иілуге төзімді мультимодалы талшық пен кәдімгі көпмодты талшық арасындағы макробүктеу өнімділігін салыстыру
Үшінші:жаңа мультимодалы талшық (OM5)
OM3 талшығы мен OM4 талшығы негізінен 850 нм диапазонында қолданылатын мультимодалы талшық болып табылады. Тасымалдау жылдамдығы артып келе жатқанда, тек бір арналы жолақ дизайны сымдарды тартуға барған сайын қарқынды шығындар әкеледі және соған сәйкес басқару және техникалық қызмет көрсету шығындары артады. .Сондықтан техниктер мультимодалы тарату жүйесіне толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеу тұжырымдамасын енгізуге тырысады.Бір талшықта бірнеше толқын ұзындығын жіберуге болатын болса, параллель талшықтың сәйкес санын және төсеу мен қызмет көрсету құнын айтарлықтай азайтуға болады. Осы контекстте OM5 талшығы пайда болды.
OM5 мультимодалы талшығы жоғары өткізу қабілеттілігі арнасын кеңейтетін және 850 нм-ден 950 нм-ге дейінгі тарату қолданбаларын қолдайтын OM4 талшығына негізделген. Қазіргі негізгі қолданбалар SWDM4 және SR4.2 конструкциялары болып табылады.SWDM4 – сәйкесінше 850 нм, 880 нм, 910 нм және 940 нм болатын төрт қысқа толқынның толқын ұзындығын бөлу мультиплексирлеуі. Осылайша, оптикалық талшық алдыңғы төрт параллель оптикалық талшықтардың қызметтеріне қолдау көрсете алады.SR4.2 – негізінен бір талшықты қос бағытты технология үшін пайдаланылатын екі толқын ұзындығына бөлінетін мультиплексирлеу. OM5 деректер орталықтары сияқты қысқа қашықтықтағы байланысты жақсырақ қанағаттандыру үшін өнімділігі төмен және құны төмен VCSEL лазерлерімен сәйкестендірілуі мүмкін. Төмендегі 3-кесте. OM4 және OM5 талшықтары үшін өткізу қабілеттілігінің негізгі сипаттамаларын салыстыру.
Қазіргі уақытта OM5 талшығы жоғары сапалы мультимодалы талшықтың жаңа түрі ретінде пайдаланылды. Ең үлкен бизнес жағдайларының бірі Чанфэй мен Қытай теміржол корпорациясының негізгі деректер орталығының OM5 коммерциялық корпусы болып табылады. Деректер орталығы қолданбалы артықшылықтарға бағытталған. SR4.2 толқын ұзындығын бөлу жүйесіндегі OM5 талшығы.Ол ең аз шығынмен максималды қуатты байланысқа қол жеткізеді және болашақта одан әрі жаңарту жылдамдығына дайындалады.Болашақта жылдамдық 100 Гб/с, тіпті 400 Гб дейін артады./s немесе кең жолақты қолданбалар бұдан былай талшықты алмастыра алмайды, бұл болашақ жаңарту шығындарын айтарлықтай азайтады.
Түйіндеме: Қолданбаларға сұраныс артып келе жатқандықтан, мультимодалы талшық төмен иілу жоғалуына, жоғары өткізу қабілеттілігіне және көп толқын ұзындығы мультиплексирлеуге қарай жылжуда. Олардың ішінде ең әлеуетті қолданба ағымдағы мультимодалы талшықтың оңтайлы өнімділігі бар OM5 талшығы болып табылады. және болашақта 100Гб/с және 400Гб/с көп толқынды жүйелер үшін қуатты талшықты шешімді ұсынады.Сонымен қатар, жоғары жылдамдықты, жоғары өткізу қабілеттілігін, құны төмен деректер орталығының байланысын, жаңа мультимода талаптарын қанағаттандыру үшін талшықтар, мысалы, жалғыз көпмодты жалпы мақсаттағы талшықтар да әзірленуде. Болашақта Чанфэй саладағы әріптестерімен көбірек жаңа мультимодалы талшықты шешімдерді іске қосады, бұл деректер орталықтары мен талшықты-оптикалық байланыстарға жаңа жетістіктер мен төмен шығындар әкеледі.