Voorwoord: communicatievezel is verdeeld in single-mode-vezel en multimode-vezel volgens het aantal transmissiemodi onder de toepassingsgolflengte. Vanwege de grote kerndiameter van de multimode-vezel kan deze worden gebruikt met goedkope lichtbronnen.Daarom heeft het een breed scala aan toepassingen in transmissiescenario's op korte afstand, zoals datacenters en lokale netwerken. Met de snelle ontwikkeling van de bouw van datacenters in de afgelopen jaren, multimode-vezel, de hoofdstroom van datacenter en lokaal gebied netwerktoepassingen, heeft ook het voorjaar ingeluid, wat tot grote bezorgdheid heeft geleid. Laten we het vandaag hebben over de ontwikkeling van multimode glasvezel.
Volgens de standaard ISO/IEC 11801-specificatie is multimode-vezel onderverdeeld in vijf hoofdcategorieën: OM1, OM2, OM3, OM4 en OM5. De overeenkomst met IEC 60792-2-10 wordt weergegeven in tabel 1. Onder hen OM1, OM2 verwijst naar de traditionele 62,5/125 mm en 50/125 mm multimode-vezel.OM3, OM4 en OM5 verwijzen naar de nieuwe 50/125 mm 10 Gigabit multimode glasvezel.
Eerst:de traditionele multimode-vezel
De ontwikkeling van multimode glasvezel begon in de jaren 70 en 80.Vroege multimode-vezels omvatten vele maten, en vier soorten maten die zijn opgenomen in de International Electrotechnical Commission (IEC)-normen omvatten er vier. De diameter van de kernbekleding is verdeeld in 50/125 m, 62,5/125 m, 85/125 m en 100/ 140 m. Vanwege de grote omvang van de kernbekleding zijn de fabricagekosten hoog, is de buigweerstand slecht, wordt het aantal transmissiemodi verhoogd en wordt de bandbreedte verminderd.Daarom wordt het type grote kernbekledingsmaat geleidelijk geëlimineerd en worden twee hoofdkernbekledingsmaten geleidelijk gevormd.Ze zijn respectievelijk 50/125 m en 62,5/125 m.
In het vroege lokale netwerk werd, om de systeemkosten van het lokale netwerk zoveel mogelijk te verlagen, over het algemeen een goedkope LED als lichtbron gebruikt. Vanwege het lage LED-uitgangsvermogen is de divergentiehoek relatief groot .De kerndiameter en numerieke apertuur van de 50/125 mm multimode-vezel zijn echter relatief klein, wat niet bevorderlijk is voor een efficiënte koppeling met LED.Wat betreft de 62,5/125 mm multimode-vezel met grote kerndiameter en numerieke apertuur, kan meer optisch vermogen worden gekoppeld aan de optische link. Daarom werd 50/125 mm multimode-vezel niet zo veel gebruikt als de 62,5/125 mm multimode-vezel vóór de midden jaren negentig.
Met de voortdurende toename van de LAN-transmissiesnelheid, sinds het einde van de 20e eeuw, is het LAN ontwikkeld tot boven de lGb/s-snelheid.De bandbreedte van 62,5 / 125 m multimode-vezel met LED als lichtbron kan slechts geleidelijk aan niet aan de vereisten voldoen. Daarentegen heeft de 50/125 mm multimode-vezel een kleinere numerieke opening en kerndiameter en minder geleidingsmodi. Daarom is de modus verspreiding van multimode-vezel wordt effectief verminderd en de bandbreedte wordt aanzienlijk verhoogd.Vanwege de kleine kerndiameter zijn de productiekosten van 50/125 mm multimode-vezel ook lager, dus het wordt weer veel gebruikt.
De IEEE 802.3z Gigabit Ethernet-standaard specificeert dat 50/125 mm multimode en 62,5/125 mm multimode vezels kunnen worden gebruikt als transmissiemedia voor Gigabit Ethernet.Voor nieuwe netwerken wordt echter over het algemeen de voorkeur gegeven aan 50/125 mm multimode glasvezel.
Seconde:lasergeoptimaliseerde multimode-vezel
Met de ontwikkeling van technologie verscheen VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) van 850 nm. VCSEL-lasers worden veel gebruikt omdat ze goedkoper zijn dan lasers met een lange golflengte en de netwerksnelheden kunnen verhogen. VCSEL-lasers worden veel gebruikt omdat ze goedkoper zijn dan lange-golflengtelasers. golflengtelasers en kunnen netwerksnelheden verhogen. Vanwege het verschil tussen de twee soorten lichtgevende apparaten, moet de vezel zelf worden aangepast om veranderingen in de lichtbron op te vangen.
Voor de behoeften van VCSEL-lasers hebben de International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC) en de Telecommunications Industry Alliance (TIA) gezamenlijk een nieuwe norm opgesteld voor multimode glasvezel met een kern van 50 mm. ISO/IEC classificeert een nieuwe generatie van multimode-vezel in de OM3-categorie (IEC-standaard A1a.2) in zijn nieuwe multimode-vezelkwaliteit, een voor laser geoptimaliseerde multimode-vezel.
De daaropvolgende OM4-vezel is eigenlijk een verbeterde versie van OM3-multimode-vezel. In vergelijking met OM3-vezel verbetert de OM4-standaard alleen de vezelbandbreedte-index. Dat wil zeggen, de OM4-vezelstandaard heeft de effectieve modusbandbreedte (EMB) en de volledige injectiebandbreedte verbeterd (OFL) bij 850 nm vergeleken met de OM3-vezel.Zoals weergegeven in tabel 2 hieronder.
Er zijn vele wijzen van transmissie in multimode vezel, en het probleem van buigweerstand van de vezel wordt ook veroorzaakt.Wanneer de vezel wordt gebogen, lekt de high-order-modus gemakkelijk, wat resulteert in signaalverlies, dat wil zeggen, buigverlies van de vezel. Met het toenemende aantal binnentoepassingsscenario's, heeft de bedrading van multimode-vezel in een smalle omgeving stellen hogere eisen aan de buigweerstand.
In tegenstelling tot het eenvoudige brekingsindexprofiel van een single-mode vezel, is het brekingsindexprofiel van een multimode-vezel zeer complex, en vereist een uiterst fijn ontwerp en fabricageproces van het brekingsindexprofiel. In het huidige vier belangrijkste prefabricageproces van de internationale mainstream, de de meest nauwkeurige voorbereiding van multimode-vezel is het plasma-chemical weather deposition (PCVD)-proces, vertegenwoordigd door Changfei Company. Dit proces verschilt van andere processen doordat het een afzettingslaag heeft van enkele duizenden lagen en een dikte van slechts ongeveer 1 micron per laag gedurende depositie, waardoor ultrafijne brekingsindexcurvecontrole mogelijk wordt om een hoge bandbreedte te bereiken.
Door het brekingsindexprofiel van multimode-vezel te optimaliseren, heeft de buigongevoelige multimode-vezel een aanzienlijke verbetering in buigweerstand, zoals weergegeven in figuur 1 hieronder.
Fig.1 Vergelijking van macrobuigingsprestaties tussen buigvaste multimode-vezel en conventionele multimode-vezel
Derde:de nieuwe multimode glasvezel (OM5)
OM3-vezel en OM4-vezel zijn multimode-vezels die voornamelijk worden gebruikt in de 850nm-band. Naarmate de transmissiesnelheid blijft toenemen, zal alleen een enkelkanaals bandontwerp resulteren in steeds intensievere bedradingskosten, en de bijbehorende beheer- en onderhoudskosten zullen dienovereenkomstig toenemen Daarom proberen de technici het multiplexingconcept met golflengteverdeling in het multimode transmissiesysteem te introduceren.Als meerdere golflengten op één vezel kunnen worden overgedragen, kunnen het overeenkomstige aantal parallelle vezels en de kosten van aanleg en onderhoud sterk worden verminderd. In deze context is OM5-vezel ontstaan.
OM5 multimode-vezel is gebaseerd op OM4-vezel, die het kanaal met hoge bandbreedte verbreedt en transmissietoepassingen ondersteunt van 850nm tot 950nm. De huidige mainstream-toepassingen zijn SWDM4- en SR4.2-ontwerpen.SWDM4 is een multiplexing met golflengteverdeling van vier korte golven, die respectievelijk 850 nm, 880 nm, 910 nm en 940 nm zijn. Op deze manier kan een optische vezel de diensten van de vorige vier parallelle optische vezels ondersteunen.SR4.2 is een multiplexing met twee golflengten, voornamelijk gebruikt voor bidirectionele technologie met één vezel. De OM5 kan worden gekoppeld aan VCSEL-lasers met lage prestaties en lage kosten om beter te voldoen aan korteafstandscommunicatie zoals datacenters. een vergelijking van de belangrijkste bandbreedtespecificaties voor OM4- en OM5-vezels.
Op dit moment is OM5-vezel gebruikt als een nieuw type high-end multimode-vezel. Een van de grootste businesscases is de OM5-commerciële zaak van Changfei en het belangrijkste datacenter van China Railways Corporation. Het datacenter richt zich op de toepassingsvoordelen van OM5-vezel in het golflengteverdelingssysteem van SR4.2.Het bereikt de maximale communicatiecapaciteit tegen de laagste kosten en bereidt zich voor op een verdere upgradesnelheid in de toekomst.Het toekomstige tarief wordt verhoogd naar 100Gb/s of zelfs 400Gb./s, of breedbandtoepassingen, kunnen glasvezel niet langer vervangen, waardoor toekomstige upgradekosten aanzienlijk worden verlaagd.
Samenvatting: Naarmate de vraag naar toepassingen blijft toenemen, evolueert multimode-vezel naar laag buigverlies, hoge bandbreedte en multiplexing met meerdere golflengten. Onder hen is de meest potentiële toepassing OM5-vezel, die de optimale prestaties heeft van de huidige multimode-vezel, en biedt een krachtige glasvezeloplossing voor multi-golflengtesystemen van 100Gb/s en 400Gb/s in de toekomst. Om te voldoen aan de eisen van snelle, hoge bandbreedte en goedkope datacentercommunicatie, is er bovendien een nieuwe multimode glasvezels, zoals single multimode glasvezels voor algemeen gebruik, worden ook ontwikkeld. In de toekomst zal Changfei meer nieuwe multimode glasvezeloplossingen lanceren met branchegenoten, wat nieuwe doorbraken en lagere kosten voor datacenters en glasvezelinterconnecties zal opleveren.