Önsöz: İletişim fiberi, uygulama dalga boyu altındaki iletim modlarının sayısına göre tek modlu fiber ve çok modlu fibere ayrılır. Çok modlu fiberin geniş çekirdek çapı nedeniyle, düşük maliyetli ışık kaynakları ile kullanılabilir.Bu nedenle veri merkezleri ve yerel alan ağları gibi kısa mesafeli iletim senaryolarında geniş bir uygulama alanına sahiptir. Son yıllarda veri merkezi yapımının hızla gelişmesi ile veri merkezi ve yerel alanın ana akımı olan multimode fiber ağ uygulamalarının da baharla başlaması yaygın bir endişeye neden oldu. Bugün çok modlu fiberin gelişiminden bahsedelim.
Standart ISO/IEC 11801 spesifikasyonuna göre, çok modlu fiber beş ana kategoriye ayrılır: OM1, OM2, OM3, OM4, ve OM5. IEC 60792-2-10 ile olan uyumu Tablo 1'de gösterilmiştir. Bunların arasında OM1, OM2 geleneksel 62,5/125 mm ve 50/125 mm çok modlu fiberi ifade eder.OM3, OM4 ve OM5, yeni 50/125mm 10 Gigabit çok modlu fibere atıfta bulunur.
Öncelikle:geleneksel çok modlu fiber
Çok modlu fiberin gelişimi 1970'lerde ve 1980'lerde başladı.İlk çok modlu fiberler birçok boyut içeriyordu ve Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) standartlarında yer alan dört boyut türü dördü içeriyordu. Çekirdek kaplama çapı 50/125 μm, 62,5/125 μm, 85/125 μm ve 100/ 140 μm.Çekirdek kaplamanın büyük boyutu nedeniyle, üretim maliyeti yüksektir, eğilme direnci zayıftır, iletim modlarının sayısı artar ve bant genişliği azalır.Bu nedenle, büyük çekirdek kaplama boyutunun tipi kademeli olarak ortadan kaldırılır ve iki ana çekirdek kaplama boyutu kademeli olarak oluşturulur.Sırasıyla 50/125 μm ve 62.5/125 μm'dir.
Erken yerel alan ağında, yerel alan ağının sistem maliyetini mümkün olduğunca azaltmak için, ışık kaynağı olarak genellikle düşük maliyetli bir LED kullanıldı. Düşük LED çıkış gücü nedeniyle, sapma açısı nispeten büyüktür. .Bununla birlikte, 50/125 mm çok modlu fiberin çekirdek çapı ve sayısal açıklığı nispeten küçüktür ve bu da LED ile verimli bağlantıya elverişli değildir.Geniş çekirdek çapına ve sayısal açıklığa sahip 62,5/125 mm çok modlu fibere gelince, optik bağlantıya daha fazla optik güç bağlanabilir. Bu nedenle, 50/125 mm çok modlu fiber, daha önce 62,5/125 mm çok modlu fiber kadar yaygın olarak kullanılmıyordu. 1990'ların ortası.
LAN iletim hızının sürekli artması ile 20. yüzyılın sonundan itibaren LAN, lGb/s hızının üzerinde geliştirilmiştir.Işık kaynağı olarak LED'li 62,5/125μm çok modlu fiberin bant genişliği, gereksinimleri ancak kademeli olarak karşılayamaz. Buna karşılık, 50/125 mm çok modlu fiber, daha küçük sayısal açıklığa ve çekirdek çapına ve daha az iletim moduna sahiptir. Bu nedenle, mod çok modlu fiberin dağılımı etkili bir şekilde azaltılır ve bant genişliği önemli ölçüde artar.Küçük çekirdek çapı nedeniyle, 50/125mm çok modlu fiberin üretim maliyeti de daha düşüktür, bu nedenle yeniden yaygın olarak kullanılır.
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet standardı, Gigabit Ethernet için iletim ortamı olarak 50/125mm çok modlu ve 62.5/125 mm çok modlu fiberlerin kullanılabileceğini belirtir.Ancak, yeni ağlar için genellikle 50/125 mm çok modlu fiber tercih edilir.
İkinci:lazerle optimize edilmiş çok modlu fiber
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte 850 nm VCSEL (Dikey Kavite Yüzey Yayan Lazer) ortaya çıktı. VCSEL lazerler, uzun dalga boylu lazerlere göre daha ucuz olması ve ağ hızlarını artırabilmesi nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. dalga boyu lazerler ve ağ hızlarını artırabilir. İki tür ışık yayan cihaz arasındaki fark nedeniyle, ışık kaynağındaki değişikliklere uyum sağlamak için fiberin kendisi değiştirilmelidir.
VCSEL lazerlerinin ihtiyaçları için Uluslararası Standardizasyon Örgütü/Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (ISO/IEC) ve Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği (TIA) ortaklaşa 50 mm çekirdekli çok modlu fiber için yeni bir standart hazırladı. çok modlu fiberin lazerle optimize edilmiş çok modlu fiber olan yeni çok modlu fiber sınıfında OM3 kategorisine (IEC standardı A1a.2) girer.
Sonraki OM4 fiber, aslında OM3 çok modlu fiberin yükseltilmiş bir versiyonudur. OM3 fiber ile karşılaştırıldığında, OM4 standardı yalnızca fiber bant genişliği endeksini geliştirir. Yani, OM4 fiber standardı, etkin mod bant genişliğini (EMB) ve tam enjeksiyon bant genişliğini geliştirmiştir. (OFL), OM3 fiberine kıyasla 850 nm'de.Aşağıdaki Tablo 2'de gösterildiği gibi.
Çok modlu fiberde birçok iletim modu vardır ve fiberin eğilme direnci sorunu da ortaya çıkar.Fiber büküldüğünde, yüksek dereceli mod kolayca sızdırılır, bu da sinyal kaybına, yani fiberin bükülme kaybına neden olur. Artan iç mekan uygulama senaryoları ile, çok modlu fiberin dar bir ortamda kablolanması eğilme direnci için ileri daha yüksek gereksinimler.
Tek modlu bir fiberin basit kırılma indisi profilinden farklı olarak, çok modlu bir fiberin kırılma indisi profili çok karmaşıktır ve son derece ince bir kırılma indisi profil tasarımı ve üretim süreci gerektirir. Uluslararası ana akımın mevcut dört ana prefabrikasyon sürecinde, çok modlu fiberin en hassas şekilde hazırlanması, Changfei Company tarafından temsil edilen plazma kimyasal hava biriktirme (PCVD) işlemidir. Bu işlem, birkaç bin katmandan oluşan bir biriktirme katmanına ve işlem sırasında katman başına yalnızca yaklaşık 1 mikron kalınlığa sahip olması bakımından diğer işlemlerden farklıdır. biriktirme, yüksek bant genişliği elde etmek için ultra ince kırılma indeksi eğrisi kontrolü sağlar.
Çok modlu fiberin kırılma indisi profilini optimize ederek, bükülmeye duyarsız çok modlu fiber, aşağıdaki Şekil 1'de gösterildiği gibi bükülme direncinde önemli bir gelişme sağlar.
Şekil.1 Bükülmeye dayanıklı çok modlu fiber ile geleneksel çok modlu fiber arasındaki makro bükme performansının karşılaştırması
Üçüncü:yeni çok modlu fiber (OM5)
OM3 fiber ve OM4 fiber, esas olarak 850nm bandında kullanılan çok modlu fiberlerdir. İletim hızı artmaya devam ettikçe, yalnızca tek kanallı bir bant tasarımı, kablolama maliyetlerinin giderek artmasına neden olacak ve ilgili yönetim ve bakım maliyetleri buna bağlı olarak artacaktır. .Bu nedenle, teknisyenler dalga boyu bölmeli çoğullama konseptini çok modlu iletim sistemine dahil etmeye çalışırlar.Bir fiber üzerinde birden fazla dalga boyu iletilebilirse, buna karşılık gelen paralel fiber sayısı ve döşeme ve bakım maliyeti büyük ölçüde azaltılabilir. Bu bağlamda OM5 fiber ortaya çıktı.
OM5 çok modlu fiber, yüksek bant genişliğine sahip kanalı genişleten ve 850nm'den 950nm'ye iletim uygulamalarını destekleyen OM4 fibere dayanmaktadır. Mevcut ana uygulamalar SWDM4 ve SR4.2 tasarımlarıdır.SWDM4, sırasıyla 850 nm, 880 nm, 910 nm ve 940 nm olan dört kısa dalganın bir dalga boyu bölmeli çoğullamasıdır. Bu şekilde, bir optik fiber önceki dört paralel optik fiberin hizmetlerini destekleyebilir.SR4.2, esas olarak tek fiber çift yönlü teknoloji için kullanılan iki dalga boylu bir bölmeli çoğullamadır. OM5, veri merkezleri gibi kısa mesafeli iletişimi daha iyi karşılamak için düşük performans ve düşük maliyetli VCSEL lazerlerle eşleştirilebilir. Aşağıdaki Tablo 3 OM4 ve OM5 fiberleri için ana bant genişliği özelliklerinin bir karşılaştırması.
Şu anda, OM5 fiber, yeni bir tür üst düzey çok modlu fiber olarak kullanılmaktadır. En büyük iş örneklerinden biri, Changfei ve China Railways Corporation'ın ana veri merkezinin OM5 ticari durumudur. Veri merkezi, aşağıdakilerin uygulama avantajlarını hedeflemektedir. SR4.2'nin dalga boyu bölme sisteminde OM5 fiber.En düşük maliyetle maksimum kapasite iletişimini sağlar ve gelecekte daha fazla yükseltme hızına hazırlanır.Gelecekteki hız 100Gb/s'ye ve hatta 400Gb'ye yükseltilecektir./s veya geniş bant uygulamaları artık fiberin yerini alamaz ve gelecekteki yükseltme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
Özet: Uygulamalara olan talep artmaya devam ettikçe, çok modlu fiber, düşük bükülme kaybı, yüksek bant genişliği ve çok dalga boylu çoğullamaya doğru ilerliyor. Bunların arasında en potansiyel uygulama, mevcut çok modlu fiberin optimum performansına sahip olan OM5 fiberdir. ve gelecekte 100Gb/s ve 400Gb/s'lik çoklu dalga boylu sistemler için güçlü bir fiber çözümü sunar. Ayrıca, yüksek hızlı, yüksek bant genişliği, düşük maliyetli veri merkezi iletişim gereksinimlerini karşılamak için, yeni multimode Tekli çok modlu genel amaçlı fiberler gibi fiberler de geliştirilmektedir. Gelecekte, Changfei endüstrideki benzerleriyle daha yeni çok modlu fiber çözümleri sunarak veri merkezlerine ve fiber optik ara bağlantılara yeni atılımlar ve daha düşük maliyetler getirecek.