Co je vícerežimové optické vlákno?

vícevidové optické vlákno

Multimode vlákno (multimode vlákno nebo MM vlákno nebo optické vlákno) je typ optického vlákna používaného především pro komunikaci na krátkou vzdálenost, například v budovách nebo na akademické půdě. Typické multimódové spoje mají přenosovou rychlost 10 Mbit/s až 10 Gbit/s při délce spoje až 600 metrů, což je více než dostatečné pro většinu aplikací v areálu.

Oblasti použití

Zařízení používané pro multimodovou optickou komunikaci je levnější než zařízení používané pro jednovidovou optickou komunikaci. Typické limity přenosové rychlosti a vzdálenosti jsou 100 Mbit/s až 2 km (100BASE-FX), 1 Gbit/s až 220-550 m (1000BASE-SX) a 10 Gbit/s až 300 m (10GBASE -SR )), jako je optický modul SR 10G SFP+, optický modul 10G XFP, optický modul 10G X2 a další 10G moduly.

Multimode vlákno se běžně používá při budování páteřních aplikací díky své vysoké kapacitě a spolehlivosti. Stále více uživatelů využívá výhod optických vláken blíže k uživateli tím, že je připojí k jejich pracovní ploše nebo oblasti. Architektury vyhovující standardům, jako je centralizovaná kabeláž a rozvaděče pro spojení optických vláken, umožňují uživatelům využít výhod optických vzdáleností centralizací elektroniky v telekomunikační místnosti namísto aktivní elektroniky na každém patře.

Srovnání s jednovidovým vláknem

Hlavní rozdíl mezi vícevidovým vláknem a jednovidovým vláknem je v tom, že průměr jádra prvního z nich je mnohem větší, typicky 50-100 mikronů; mnohem větší, než je vlnová délka světla neseného uvnitř. Vícevidové vlákno má vyšší schopnost "shromažďování světla" než jednovidové vlákno. Větší velikost jádra v praxi zjednodušuje konektivitu a také umožňuje použití levnější elektroniky, jako jsou světelné diody (LED) a povrchové lasery s vertikální dutinou (VCSEL) pracující na vlnových délkách 850 nm a 1300 nm (v telekomunikacích Použité jednovidové vlákno pracuje na 1310 nebo 1550 nm a vyžaduje dražší laserový zdroj (vhodné je jednovidové vlákno pro téměř všechny vlnové délky viditelného světla). modálním rozptylem, zatímco jednovidové vlákno není, někdy používané s vícevidovým vláknem, produkují řadu vlnových délek, přičemž každá se pohybuje jinou rychlostí jednovidové vlákno vytváří koherentní světlo na jediné vlnové délce. Tato disperze je dalším omezením užitečné délky vícevidových optických kabelů. Vzhledem k jejich větší velikosti jádra mají vícevidová vlákna vyšší numerickou aperturu, což znamená, že mohou shromáždit více světla než jednovidová vlákna. V důsledku modální disperze ve vláknu má vícevidové vlákno vyšší rychlost expanze pulsu než jednovidové vlákno, což omezuje kapacitu přenosu informací vícevidového vlákna. Jednovidové vlákno se nejčastěji používá pro vysoce přesný vědecký výzkum, protože povolení pouze jednoho způsobu šíření světla usnadňuje správné zaostření světla. Barva pláště se někdy používá k rozlišení multimodových propojovacích kabelů/kabelů z optických vláken od singlemode, ale nelze na ni vždy spoléhat při rozlišení typů kabelů. Pro civilní aplikace standard TIA-598C doporučuje žlutý plášť pro jednovidové vlákno a oranžový plášť pro 50/125 µm (OM2) a 62,5/125 µm (OM1) vícevidové vlákno. Aqua se doporučuje pro použití s ​​vláknem OM3 "optimalizovaným pro laser" 50/125 µm.

typ

Vícevidové vlákno je popsáno průměrem jádra a pláště. Proto má vícevidové vlákno 62,5/125 µm velikost jádra 62,5 mikrometrů (µm) a průměr pláště 125 µm. Přechod mezi jádrem a pláštěm může být ostrý, což se nazývá profil stupňovitého indexu, nebo to může být postupný přechod, který se nazývá profil odstupňovaného indexu. Tyto dva typy mají různé rozptylové charakteristiky, a proto různé efektivní vzdálenosti šíření. Dále je vícevidové vlákno popsáno pomocí klasifikačního systému (OM1, OM2 a OM3) stanoveného normou ISO 11801, který je založen na vícevidovém vláknu s modální šířkou pásma. OM4 (definováno v TIA-492-AAAD) bylo dokončeno v srpnu 2009 a publikováno TIA koncem roku 2009. Kabely OM4 budou podporovat 125 milionů spojení při 40 a 100 Gbit/s.

Po mnoho let se v aplikacích v budovách široce nasazuje 62,5/125 µm (OM1) a konvenční 50/125 µm multimódové vlákno (OM2). Tato vlákna mohou snadno podporovat aplikace od Ethernetu (10 Mbit/s) po Gigabit Ethernet (1 Gbit/s) a jsou ideální pro použití s ​​LED zářiči díky jejich relativně velké velikosti jádra. Novější nasazení obvykle používá laserově optimalizované 50/125 µm multimode vlákno (OM3). Optická vlákna splňující toto označení poskytují dostatečnou šířku pásma pro podporu 10gigabitového Ethernetu až do vzdálenosti 300 metrů. Od vydání standardu výrobci optických vláken výrazně zlepšili své výrobní procesy a mohou vytvářet kabely, které podporují 10 GbE až do 550 metrů. Laser Optimized Multimode Fiber (LOMMF) je navrženo pro použití s ​​850 nm VCSEL a je široce používáno v MM SFP transceiverech včetně SPT-P851G-S5D, SPT-P854G-S3xD a dalších.

Migrace na LOMMF/OM3 již proběhla, když uživatelé upgradovali na vysokorychlostní sítě. LED diody mají maximální modulační rychlost 622 Mbit/s, protože se nemohou zapínat/vypínat dostatečně rychle, aby podporovaly aplikace s vyšší šířkou pásma. VCSEL jsou schopny modulace vyšší než 10 Gbit/s a používají se v mnoha vysokorychlostních sítích.

Změny distribuce výkonu VCSEL a také rovnoměrnost vláken mohou způsobit modální disperzi, kterou lze měřit diferenciálním modálním zpožděním (DMD). Modální disperze je efekt způsobený různou rychlostí jednotlivých módů ve světelném pulzu. Výsledným efektem je, že se světelné pulsy oddělí nebo urazí na vzdálenost, která ztěžuje přijímači identifikaci jednotlivých 1s a 0s (toto se nazývá intersymbolová interference). Čím větší je délka, tím větší je modální disperze. Pro boj s modální disperzí je LOMMF vyráběn způsobem, který eliminuje změny ve vláknu, které by mohly ovlivnit rychlost, kterou se světelné pulsy pohybují. Profil indexu lomu je vylepšen, aby umožnil přenos VCSEL a zabránil šíření pulzu. Výsledkem je, že vlákno může udržovat integritu signálu na delší vzdálenosti a maximalizovat šířku pásma.

Typy multimodových optických konektorů

Typy multimódových konektorů optických vláken, které jsou v oběhu na trhu, zahrnují ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN a MTP&MPO. Nejčastěji používané typy konektorů optických vláken jsou ST, SC, FC a LC. Každý má své silné, slabé stránky a schopnosti. Jaké jsou tedy rozdíly a co znamenají pro implementaci? Tato tabulka běžných multimodových optických konektorů nastiňuje výhody a nevýhody.