ముందుమాట: కమ్యూనికేషన్ ఫైబర్ దాని అప్లికేషన్ తరంగదైర్ఘ్యం కింద ప్రసార మోడ్‌ల సంఖ్య ప్రకారం సింగిల్ మోడ్ ఫైబర్ మరియు మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌గా విభజించబడింది. మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క పెద్ద కోర్ వ్యాసం కారణంగా, ఇది తక్కువ ధర కాంతి వనరులతో ఉపయోగించబడుతుంది.అందువల్ల, ఇది డేటా సెంటర్లు మరియు లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్‌ల వంటి స్వల్ప-దూర ప్రసార దృశ్యాలలో విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో డేటా సెంటర్ నిర్మాణం యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, మల్టీమోడ్ ఫైబర్, ఇది డేటా సెంటర్ మరియు లోకల్ ఏరియా యొక్క ప్రధాన స్రవంతి నెట్‌వర్క్ అప్లికేషన్లు, వసంతకాలంలో కూడా విస్తృతంగా ఆందోళన కలిగించాయి. ఈరోజు, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ అభివృద్ధి గురించి మాట్లాడుకుందాం.
ప్రామాణిక ISO/IEC 11801 స్పెసిఫికేషన్ ప్రకారం, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ ఐదు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించబడింది: OM1, OM2, OM3, OM4 మరియు OM5. IEC 60792-2-10తో దాని అనురూప్యం టేబుల్ 1లో చూపబడింది.వాటిలో OM1, OM2 సాంప్రదాయ 62.5/125mm మరియు 50/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌లను సూచిస్తుంది.OM3, OM4 మరియు OM5 కొత్త 50/125mm 10 గిగాబిట్ మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌ను సూచిస్తాయి.
ప్రధమ:సాంప్రదాయ మల్టీమోడ్ ఫైబర్
మల్టీమోడ్ ఫైబర్ అభివృద్ధి 1970లు మరియు 1980లలో ప్రారంభమైంది.ప్రారంభ మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌లు అనేక పరిమాణాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు అంతర్జాతీయ ఎలక్ట్రోటెక్నికల్ కమిషన్ (IEC) ప్రమాణాలలో నాలుగు రకాల పరిమాణాలు చేర్చబడ్డాయి. కోర్ క్లాడింగ్ వ్యాసం 50/125 μm, 62.5/125 μm, 85/125 μm మరియు 100/గా విభజించబడింది. 140 μm. కోర్ క్లాడింగ్ యొక్క పెద్ద పరిమాణం కారణంగా, తయారీ వ్యయం ఎక్కువగా ఉంటుంది, బెండింగ్ నిరోధకత తక్కువగా ఉంది, ప్రసార మోడ్‌ల సంఖ్య పెరిగింది మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ తగ్గించబడుతుంది.అందువల్ల, పెద్ద కోర్ క్లాడింగ్ పరిమాణం యొక్క రకం క్రమంగా తొలగించబడుతుంది మరియు రెండు ప్రధాన కోర్ క్లాడింగ్ పరిమాణాలు క్రమంగా ఏర్పడతాయి.అవి వరుసగా 50/125 μm మరియు 62.5/125 μm.
ప్రారంభ లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్‌లో, లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ యొక్క సిస్టమ్ వ్యయాన్ని వీలైనంత వరకు తగ్గించడానికి, తక్కువ-ధర LEDని సాధారణంగా కాంతి వనరుగా ఉపయోగించారు. తక్కువ LED అవుట్‌పుట్ పవర్ కారణంగా, డైవర్జెన్స్ యాంగిల్ సాపేక్షంగా పెద్దది. .అయినప్పటికీ, 50/125mm మల్టీ-మోడ్ ఫైబర్ యొక్క కోర్ వ్యాసం మరియు సంఖ్యా ఎపర్చరు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది LEDతో సమర్థవంతమైన కలపడానికి అనుకూలంగా ఉండదు.పెద్ద కోర్ వ్యాసం మరియు సంఖ్యా ద్వారం కలిగిన 62.5/125mm మల్టీ-మోడ్ ఫైబర్ కొరకు, ఆప్టికల్ లింక్‌కి మరింత ఆప్టికల్ పవర్ జతచేయబడుతుంది.అందుచేత, 50/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌ను 62.5/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్ వలె విస్తృతంగా ఉపయోగించలేదు. 1990ల మధ్యలో.
LAN ప్రసార రేటు యొక్క నిరంతర పెరుగుదలతో, 20వ శతాబ్దం చివరి నుండి, LAN lGb/s రేటు కంటే ఎక్కువగా అభివృద్ధి చేయబడింది.LED లైట్ సోర్స్‌గా ఉన్న 62.5/125μm మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ క్రమంగా అవసరాలను తీర్చలేకపోయింది. దీనికి విరుద్ధంగా, 50/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్ చిన్న సంఖ్యా ద్వారం మరియు కోర్ వ్యాసం మరియు తక్కువ ప్రసరణ మోడ్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, మోడ్ మల్టీ-మోడ్ ఫైబర్ యొక్క వ్యాప్తి ప్రభావవంతంగా తగ్గించబడుతుంది మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ గణనీయంగా పెరుగుతుంది.చిన్న కోర్ వ్యాసం కారణంగా, 50/125mm మల్టీ-మోడ్ ఫైబర్ ఉత్పత్తి ఖర్చు కూడా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది మళ్లీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
IEEE 802.3z గిగాబిట్ ఈథర్నెట్ ప్రమాణం 50/125mm మల్టీమోడ్ మరియు 62.5/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌లను గిగాబిట్ ఈథర్నెట్ కోసం ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగించవచ్చని నిర్దేశిస్తుంది.అయితే, కొత్త నెట్‌వర్క్‌ల కోసం, సాధారణంగా 50/125mm మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.
రెండవ:లేజర్ ఆప్టిమైజ్ మల్టీమోడ్ ఫైబర్
సాంకేతికత అభివృద్ధితో, 850 nm VCSEL (వర్టికల్ కేవిటీ సర్ఫేస్ ఎమిటింగ్ లేజర్) కనిపించింది. VCSEL లేజర్‌లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి ఎందుకంటే అవి దీర్ఘ-తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్‌ల కంటే చౌకగా ఉంటాయి మరియు నెట్‌వర్క్ వేగాన్ని పెంచగలవు. VCSEL లేజర్‌లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి ఎందుకంటే అవి దీర్ఘకాలం కంటే చౌకగా ఉంటాయి. తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్‌లు మరియు నెట్‌వర్క్ వేగాన్ని పెంచుతాయి. రెండు రకాల కాంతి-ఉద్గార పరికరాల మధ్య వ్యత్యాసం కారణంగా, కాంతి మూలంలో మార్పులకు అనుగుణంగా ఫైబర్‌ను తప్పనిసరిగా సవరించాలి.
VCSEL లేజర్‌ల అవసరాల కోసం, ఇంటర్నేషనల్ ఆర్గనైజేషన్ ఫర్ స్టాండర్డైజేషన్/ఇంటర్నేషనల్ ఎలక్ట్రోటెక్నికల్ కమిషన్ (ISO/IEC) మరియు టెలికమ్యూనికేషన్స్ ఇండస్ట్రీ అలయన్స్ (TIA) సంయుక్తంగా 50mm కోర్‌తో మల్టీమోడ్ ఫైబర్ కోసం కొత్త ప్రమాణాన్ని రూపొందించాయి.ISO/IEC కొత్త తరాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. మల్టీమోడ్ ఫైబర్ దాని కొత్త మల్టీమోడ్ ఫైబర్ గ్రేడ్‌లో OM3 వర్గంలోకి (IEC ప్రమాణం A1a.2), ఇది లేజర్-ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన మల్టీమోడ్ ఫైబర్.
తదుపరి OM4 ఫైబర్ వాస్తవానికి OM3 మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క అప్‌గ్రేడ్ వెర్షన్. OM3 ఫైబర్‌తో పోలిస్తే, OM4 ప్రమాణం ఫైబర్ బ్యాండ్‌విడ్త్ సూచికను మాత్రమే మెరుగుపరుస్తుంది. అంటే, OM4 ఫైబర్ ప్రమాణం ప్రభావవంతమైన మోడ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ (EMB) మరియు పూర్తి ఇంజెక్షన్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను మెరుగుపరిచింది. (OFL) OM3 ఫైబర్‌తో పోలిస్తే 850 nm వద్ద.దిగువ పట్టిక 2లో చూపిన విధంగా.
మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌లో ప్రసారానికి అనేక రీతులు ఉన్నాయి మరియు ఫైబర్ యొక్క బెండింగ్ రెసిస్టెన్స్ సమస్య కూడా తీసుకురాబడుతుంది.ఫైబర్ వంగి ఉన్నప్పుడు, హై-ఆర్డర్ మోడ్ సులభంగా లీక్ అవుతుంది, దీని ఫలితంగా సిగ్నల్ కోల్పోవడం, అంటే ఫైబర్ యొక్క బెండింగ్ నష్టం జరుగుతుంది. పెరుగుతున్న ఇండోర్ అప్లికేషన్ దృశ్యాలతో, ఇరుకైన వాతావరణంలో మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క వైరింగ్ ఉంచబడుతుంది. దాని బెండింగ్ నిరోధకత కోసం అధిక అవసరాలు ముందుకు.
సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్ యొక్క సాధారణ వక్రీభవన సూచిక ప్రొఫైల్ కాకుండా, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క వక్రీభవన సూచిక ప్రొఫైల్ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, దీనికి చాలా సూక్ష్మమైన వక్రీభవన సూచిక ప్రొఫైల్ డిజైన్ మరియు ఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియ అవసరం. అంతర్జాతీయ ప్రధాన స్రవంతి యొక్క ప్రస్తుత నాలుగు ప్రధాన ప్రిఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలో, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క అత్యంత ఖచ్చితమైన తయారీ అనేది ప్లాస్మా కెమికల్ వెదర్ డిపాజిషన్ (PCVD) ప్రక్రియ, ఇది Changfei కంపెనీచే ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియ ఇతర ప్రక్రియల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది అనేక వేల పొరల నిక్షేపణ పొరను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఒక పొరకు కేవలం 1 మైక్రాన్ మందం మాత్రమే ఉంటుంది. నిక్షేపణ, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ సాధించడానికి అల్ట్రా-ఫైన్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ కర్వ్ కంట్రోల్‌ని ఎనేబుల్ చేయడం.
మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ ప్రొఫైల్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా, బెండింగ్-ఇన్సెన్సిటివ్ మల్టీమోడ్ ఫైబర్ దిగువన ఉన్న మూర్తి 1లో చూపిన విధంగా బెండింగ్ రెసిస్టెన్స్‌లో గణనీయమైన మెరుగుదలను కలిగి ఉంది.
Fig.1 బెండింగ్-రెసిస్టెంట్ మల్టీమోడ్ ఫైబర్ మరియు సాంప్రదాయ మల్టీమోడ్ ఫైబర్ మధ్య మాక్రోబెండ్ పనితీరు యొక్క పోలిక
మూడవది:కొత్త మల్టీమోడ్ ఫైబర్ (OM5)
OM3 ఫైబర్ మరియు OM4 ఫైబర్ ప్రధానంగా 850nm బ్యాండ్‌లో ఉపయోగించే మల్టీమోడ్ ఫైబర్. ట్రాన్స్‌మిషన్ రేట్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, ఒకే-ఛానల్ బ్యాండ్ డిజైన్ మరింత ఎక్కువ ఇంటెన్సివ్ వైరింగ్ ఖర్చులకు దారి తీస్తుంది మరియు అనుబంధ నిర్వహణ మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు తదనుగుణంగా పెరుగుతాయి. .అందువల్ల, సాంకేతిక నిపుణులు తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ కాన్సెప్ట్‌ను మల్టీమోడ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్‌లో ప్రవేశపెట్టడానికి ప్రయత్నిస్తారు.ఒక ఫైబర్‌పై బహుళ తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రసారం చేయగలిగితే, సమాంతర ఫైబర్ యొక్క సంబంధిత సంఖ్య మరియు వేయడం మరియు నిర్వహణ ఖర్చు బాగా తగ్గించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, OM5 ఫైబర్ ఉనికిలోకి వచ్చింది.
OM5 మల్టీమోడ్ ఫైబర్ OM4 ఫైబర్‌పై ఆధారపడింది, ఇది అధిక-బ్యాండ్‌విడ్త్ ఛానెల్‌ను విస్తరిస్తుంది మరియు 850nm నుండి 950nm వరకు ప్రసార అనువర్తనాలకు మద్దతు ఇస్తుంది. ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి అప్లికేషన్లు SWDM4 మరియు SR4.2 డిజైన్‌లు.SWDM4 అనేది వరుసగా 850 nm, 880 nm, 910 nm మరియు 940 nm అనే నాలుగు చిన్న తరంగాల తరంగదైర్ఘ్య విభజన మల్టీప్లెక్సింగ్. ఈ విధంగా, ఒక ఆప్టికల్ ఫైబర్ మునుపటి నాలుగు సమాంతర ఆప్టికల్ ఫైబర్‌ల సేవలకు మద్దతు ఇస్తుంది.SR4.2 అనేది రెండు-వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్, ఇది ప్రధానంగా సింగిల్-ఫైబర్ ద్వి దిశాత్మక సాంకేతికత కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. OM5 తక్కువ పనితీరుతో మరియు తక్కువ ఖర్చుతో VCSEL లేజర్‌లతో సరిపోలవచ్చు, డేటా సెంటర్‌ల వంటి స్వల్ప-దూర కమ్యూనికేషన్‌ను మెరుగ్గా కలుసుకోవచ్చు. దిగువ పట్టిక 3 OM4 మరియు OM5 ఫైబర్‌ల కోసం ప్రధాన బ్యాండ్‌విడ్త్ స్పెసిఫికేషన్‌ల పోలిక.
ప్రస్తుతం, OM5 ఫైబర్ ఒక కొత్త రకం హై-ఎండ్ మల్టీమోడ్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించబడింది. చాంగ్‌ఫీ మరియు చైనా రైల్వేస్ కార్పొరేషన్ యొక్క ప్రధాన డేటా సెంటర్ యొక్క OM5 వాణిజ్య కేసు అతిపెద్ద వ్యాపార కేసుల్లో ఒకటి. డేటా సెంటర్ అప్లికేషన్ ప్రయోజనాలను లక్ష్యంగా చేసుకుంది. SR4.2 యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం విభజన వ్యవస్థలో OM5 ఫైబర్.ఇది అత్యల్ప ధరతో గరిష్ట సామర్థ్యంతో కూడిన కమ్యూనికేషన్‌ను సాధిస్తుంది మరియు భవిష్యత్తులో మరింత అప్‌గ్రేడ్ రేట్ కోసం సిద్ధం చేస్తుంది.భవిష్యత్ రేటు 100Gb/s లేదా 400Gbకి కూడా పెంచబడుతుంది./s, లేదా వైడ్‌బ్యాండ్ అప్లికేషన్లు ఇకపై ఫైబర్‌ను భర్తీ చేయలేవు, భవిష్యత్తులో అప్‌గ్రేడ్ ఖర్చులను గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి.
సారాంశం: అప్లికేషన్‌లకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, మల్టీమోడ్ ఫైబర్ తక్కువ బెండ్ లాస్, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు మల్టీ-వేవ్‌లెంగ్త్ మల్టీప్లెక్సింగ్ వైపు కదులుతోంది. వాటిలో, అత్యంత సంభావ్య అప్లికేషన్ OM5 ఫైబర్, ఇది ప్రస్తుత మల్టీమోడ్ ఫైబర్ యొక్క సరైన పనితీరును కలిగి ఉంది, మరియు భవిష్యత్తులో 100Gb/s మరియు 400Gb/s మల్టీ-వేవ్‌లెంగ్త్ సిస్టమ్‌ల కోసం శక్తివంతమైన ఫైబర్ సొల్యూషన్‌ను అందిస్తుంది. అదనంగా, హై-స్పీడ్, హై-బ్యాండ్‌విడ్త్, తక్కువ-ధర డేటా సెంటర్ కమ్యూనికేషన్, కొత్త మల్టీమోడ్ అవసరాలను తీర్చడానికి. సింగిల్ మల్టీమోడ్ జనరల్-పర్పస్ ఫైబర్స్ వంటి ఫైబర్‌లు కూడా అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి.భవిష్యత్తులో, చాంగ్‌ఫీ పరిశ్రమ సహచరులతో మరిన్ని కొత్త మల్టీమోడ్ ఫైబర్ సొల్యూషన్‌లను లాంచ్ చేస్తుంది, డేటా సెంటర్లు మరియు ఫైబర్ ఆప్టిక్ ఇంటర్‌కనెక్ట్‌లకు కొత్త పురోగతులు మరియు తక్కువ ఖర్చులను తీసుకువస్తుంది.