Priekšvārds: Sakaru šķiedra ir sadalīta vienmodu šķiedrā un daudzmodu šķiedrā atkarībā no pārraides režīmu skaita saskaņā ar tās pielietojuma viļņa garumu. Tā kā daudzmodu šķiedras serdes diametrs ir liels, to var izmantot ar zemu izmaksu gaismas avotiem.Tāpēc tam ir plašs pielietojumu klāsts īsa attāluma pārraides scenārijos, piemēram, datu centros un lokālajos tīklos.Pēdējos gados strauji attīstoties datu centru būvniecībai, daudzmodu šķiedra, kas ir datu centru un lokālo tīklu galvenā plūsma. tīkla lietojumprogrammas, ir arī ievadījis pavasarī, radot plašas bažas.Šodien parunāsim par daudzmodu šķiedras attīstību.
Saskaņā ar standarta ISO/IEC 11801 specifikāciju daudzmodu šķiedra ir iedalīta piecās galvenajās kategorijās: OM1, OM2, OM3, OM4 un OM5. Tās atbilstība IEC 60792-2-10 ir parādīta 1. tabulā. To vidū ir OM1, OM2. attiecas uz tradicionālo 62,5/125 mm un 50/125 mm daudzmodu šķiedru.OM3, OM4 un OM5 attiecas uz jauno 50/125 mm 10 gigabitu daudzmodu šķiedru.
Pirmkārt:tradicionālā daudzmodu šķiedra
Daudzmodu šķiedras attīstība sākās pagājušā gadsimta 70. un 80. gados.Agrīnās daudzmodu šķiedras ietvēra daudzus izmērus, un četru veidu izmēri, kas iekļauti Starptautiskās Elektrotehniskās komisijas (IEC) standartos, ietvēra četrus. Serdes apšuvuma diametrs ir sadalīts 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm un 100/ 140 μm. Tā kā serdes apšuvums ir liels, ražošanas izmaksas ir augstas, lieces pretestība ir slikta, pārraides režīmu skaits ir palielināts un joslas platums ir samazināts.Tāpēc pakāpeniski tiek likvidēts lielo serdeņu apšuvuma izmērs, un pakāpeniski tiek veidoti divi galvenie serdes apšuvuma izmēri.Tie ir attiecīgi 50/125 μm un 62,5/125 μm.
Agrīnā lokālajā tīklā, lai pēc iespējas samazinātu lokālā tīkla sistēmas izmaksas, kā gaismas avotu parasti izmantoja zemu izmaksu LED. Zemās LED izejas jaudas dēļ novirzes leņķis ir salīdzinoši liels. .Tomēr 50/125 mm daudzrežīmu šķiedras serdes diametrs un skaitliskā apertūra ir salīdzinoši mazi, kas neveicina efektīvu savienojumu ar LED.Kas attiecas uz 62,5/125 mm daudzmodu šķiedru ar lielu serdes diametru un skaitlisko apertūru, optiskajai saitei var pievienot lielāku optisko jaudu. Tāpēc 50/125 mm daudzmodu šķiedra pirms 90. gadu vidus.
Nepārtraukti pieaugot LAN pārraides ātrumam, kopš 20. gadsimta beigām LAN ir attīstīts virs lGb/s ātruma.62,5/125 μm daudzmodu šķiedras joslas platums ar LED kā gaismas avotu tikai pakāpeniski nespēj izpildīt prasības. Turpretim 50/125 mm daudzmodu šķiedrai ir mazāka skaitliskā apertūra un serdes diametrs, kā arī mazāk vadītspējas režīmu. daudzmodu šķiedras izkliede tiek efektīvi samazināta, un joslas platums ir ievērojami palielināts.Mazā serdes diametra dēļ arī 50/125mm daudzmodu šķiedras ražošanas izmaksas ir zemākas, tāpēc to atkal plaši izmanto.
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet standarts nosaka, ka 50/125 mm daudzmodu un 62,5/125 mm daudzmodu šķiedras var izmantot kā pārraides datu nesēju Gigabit Ethernet.Tomēr jauniem tīkliem parasti priekšroka tiek dota 50/125 mm daudzmodu šķiedrai.
Otrkārt:lāzera optimizēta daudzmodu šķiedra
Attīstoties tehnoloģijām, parādījās 850 nm VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).VCSEL lāzeri tiek plaši izmantoti, jo tie ir lētāki par gara viļņa lāzeriem un var palielināt tīkla ātrumu.VCSEL lāzeri tiek plaši izmantoti, jo tie ir lētāki par garo- viļņa garuma lāzeri un var palielināt tīkla ātrumu. Tā kā abu veidu gaismu izstarojošās ierīces atšķiras, pati šķiedra ir jāmaina, lai pielāgotos gaismas avota izmaiņām.
VCSEL lāzeru vajadzībām Starptautiskā standartizācijas organizācija/Starptautiskā elektrotehniskā komisija (ISO/IEC) un Telekomunikāciju industrijas alianse (TIA) ir kopīgi izstrādājušas jaunu standartu daudzmodu šķiedrai ar 50 mm serdi.ISO/IEC klasificē jaunu paaudzi. daudzmodu šķiedru OM3 kategorijā (IEC standarts A1a.2) savā jaunajā daudzmodu šķiedru kategorijā, kas ir lāzera optimizēta daudzmodu šķiedra.
Sekojošā OM4 šķiedra faktiski ir OM3 daudzmodu šķiedras modernizēta versija. Salīdzinot ar OM3 šķiedru, OM4 standarts tikai uzlabo šķiedras joslas platuma indeksu. Tas nozīmē, ka OM4 šķiedras standarts ir uzlabojis efektīvā režīma joslas platumu (EMB) un pilno injekcijas joslas platumu. (OFL) pie 850 nm, salīdzinot ar OM3 šķiedru.Kā parādīts tālāk 2. tabulā.
Daudzmodu šķiedrā ir daudz pārraides veidu, un tiek radīta arī šķiedras lieces pretestības problēma.Kad šķiedra ir saliekta, augstas pakāpes režīms viegli noplūst, kā rezultātā tiek zaudēts signāls, tas ir, šķiedras lieces zudums. Pieaugot iekštelpu pielietojuma scenārijiem, daudzmodu šķiedras vadu uzstādīšana šaurā vidē ir radījusi izvirzīt augstākas prasības tās lieces pretestībai.
Atšķirībā no vienmodu šķiedras vienkāršā laušanas indeksa profila, daudzmodu šķiedras refrakcijas indeksa profils ir ļoti sarežģīts, un tam ir nepieciešams īpaši smalks refrakcijas indeksa profila projektēšanas un izgatavošanas process. Pašreizējā četros galvenajos starptautiskās galvenās plūsmas rūpnieciskās ražošanas procesā Visprecīzākā daudzmodu šķiedras sagatavošana ir plazmas ķīmiskās laikapstākļu nogulsnēšanās (PCVD) process, ko pārstāv Changfei Company. Šis process atšķiras no citiem procesiem ar to, ka tam ir vairāku tūkstošu slāņu nogulsnēšanās slānis un tikai aptuveni 1 mikrons uz slāņa biezumu. nogulsnēšana, ļaujot īpaši precīzi kontrolēt refrakcijas indeksa līkni, lai sasniegtu lielu joslas platumu.
Optimizējot daudzmodu šķiedras refrakcijas indeksa profilu, liecei nejutīgajai daudzmodu šķiedrai ir ievērojams lieces pretestības uzlabojums, kā parādīts 1. attēlā.
1. att. Makrolieces veiktspējas salīdzinājums starp lieces izturīgu daudzmodu šķiedru un parasto daudzmodu šķiedru
Trešais:jaunā daudzmodu šķiedra (OM5)
OM3 šķiedras un OM4 šķiedras ir daudzmodu šķiedras, ko galvenokārt izmanto 850 nm joslā. Tā kā pārraides ātrums turpina pieaugt, tikai viena kanāla joslas konstrukcija radīs arvien intensīvākas vadu izmaksas, un attiecīgi palielināsies saistītās pārvaldības un uzturēšanas izmaksas. .Tādēļ tehniķi cenšas ieviest viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas koncepciju daudzmodu pārraides sistēmā.Ja pa vienu šķiedru var pārraidīt vairākus viļņu garumus, var ievērojami samazināt attiecīgo paralēlo šķiedru skaitu un ieklāšanas un apkopes izmaksas. Šajā kontekstā radās OM5 šķiedra.
OM5 daudzmodu šķiedras pamatā ir OM4 šķiedra, kas paplašina liela joslas platuma kanālu un atbalsta pārraides lietojumprogrammas no 850 nm līdz 950 nm. Pašreizējās galvenās lietojumprogrammas ir SWDM4 un SR4.2 dizaini.SWDM4 ir četru īsu viļņu viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana, kas ir attiecīgi 850 nm, 880 nm, 910 nm un 940 nm. Šādā veidā optiskā šķiedra var atbalstīt iepriekšējo četru paralēlo optisko šķiedru pakalpojumus.SR4.2 ir divu viļņu garumu dalīšanas multipleksēšana, ko galvenokārt izmanto vienas šķiedras divvirzienu tehnoloģijām. OM5 var savienot ar VCSEL lāzeriem ar zemu veiktspēju un zemām izmaksām, lai labāk atbilstu neliela attāluma saziņai, piemēram, datu centriem. Tālāk ir sniegta 3. tabula. OM4 un OM5 šķiedru galveno joslas platuma specifikāciju salīdzinājums.
Pašlaik OM5 šķiedra tiek izmantota kā jauna veida augstākās klases daudzmodu šķiedra. Viens no lielākajiem biznesa gadījumiem ir Changfei un China Railways Corporation galvenā datu centra OM5 komerciālais korpuss. Datu centra mērķis ir lietojumprogrammu priekšrocības: OM5 šķiedra SR4.2 viļņu garuma dalīšanas sistēmā.Tas sasniedz maksimālās jaudas sakarus ar viszemākajām izmaksām un sagatavo turpmāku jaunināšanas ātrumu nākotnē.Nākotnes ātrums tiks palielināts līdz 100Gb/s vai pat 400Gb./s jeb platjoslas lietojumprogrammas vairs nevar aizstāt šķiedru, ievērojami samazinot turpmākās jaunināšanas izmaksas.
Kopsavilkums. Tā kā pieprasījums pēc lietojumprogrammām turpina pieaugt, daudzmodu šķiedra virzās uz zemu lieces zudumu, lielu joslas platumu un vairāku viļņu garumu multipleksēšanu. To vidū vispotenciālākais pielietojums ir OM5 šķiedra, kurai ir optimāla pašreizējās daudzmodu šķiedras veiktspēja. un nodrošina jaudīgu šķiedru risinājumu vairāku viļņu garumu sistēmām 100Gb/s un 400Gb/s nākotnē.Turklāt, lai atbilstu ātrgaitas, liela joslas platuma, zemu izmaksu datu centra sakaru prasībām, jauns daudzrežīms Tiek izstrādātas arī šķiedras, piemēram, vienas daudzmodu vispārējas nozīmes šķiedras. Nākotnē Changfei kopā ar nozares kolēģiem ieviesīs jaunus daudzmodu šķiedru risinājumus, nodrošinot jaunus atklājumus un zemākas izmaksas datu centriem un optisko šķiedru starpsavienojumiem.