Što je višemodno optičko vlakno?

multimodno optičko vlakno

Višemodno vlakno (višemodno vlakno ili MM vlakno ili optičko vlakno) vrsta je optičkog vlakna koje se prvenstveno koristi za komunikaciju na kratkim udaljenostima, kao što je unutar zgrada ili na kampusu. Tipične višemodne veze imaju brzine prijenosa podataka od 10 Mbit/s do 10 Gbit/s preko duljine veze do 600 metara, što je više nego dovoljno za većinu aplikacija u prostorijama.

Područja primjene

Oprema koja se koristi za višemodnu komunikaciju optičkim vlaknima je jeftinija od opreme koja se koristi za jednomodnu komunikaciju optičkim vlaknima. Uobičajena ograničenja brzine prijenosa i udaljenosti su 100 Mbit/s do 2 km (100BASE-FX), 1 Gbit/s do 220-550 m (1000BASE-SX) i 10 Gbit/s do 300 m (10GBASE -SR )), kao što je SR 10G SFP+ optički modul, 10G XFP optički modul, 10G X2 optički modul i drugi 10G moduli.

Višemodno vlakno se obično koristi u izgradnji okosnice zbog svog velikog kapaciteta i pouzdanosti. Sve više i više korisnika iskorištava prednosti optičkih vlakana bliže korisniku povezujući ih s radnom površinom ili prostorom. Arhitekture usklađene sa standardima, kao što su centralizirano kabliranje i ormarići između optičkih vlakana i telekomunikacija, omogućuju korisnicima da iskoriste prednosti mogućnosti udaljenosti optičkih vlakana centraliziranjem elektronike u telekom sobi, umjesto da imaju aktivnu elektroniku na svakom katu.

Usporedba s jednomodnim vlaknom

Glavna razlika između višemodnog i jednomodnog vlakna je u tome što je promjer jezgre prvog mnogo veći, obično 50-100 mikrona; mnogo veća od valne duljine svjetlosti koja se u njoj nosi. Višemodno vlakno ima veću sposobnost "skupljanja svjetlosti" od jednomodnog vlakna. U praksi, veća veličina jezgre pojednostavljuje povezivanje i također omogućuje upotrebu jeftinije elektronike kao što su diode koje emitiraju svjetlost (LED) i laseri koji emitiraju površinu s vertikalnom šupljinom (VCSEL) koji rade na valnim duljinama od 850 nm i 1300 nm (u telekomunikacijama Jednomodno vlakno koje se koristi radi na 1310 ili 1550 nm i zahtijeva skuplji laserski izvor (jednomodno vlakno je prikladno za gotovo sve valne duljine vidljive svjetlosti). Međutim, višemodno vlakno ima niža ograničenja u pogledu udaljenosti od jednomodnog vlakna jer jezgra višemodnog vlakna je veća od jednomodnog vlakno, podržava više načina širenja; stoga je ograničeno modalnom disperzijom, dok se jednomodno vlakno ponekad ne koristi s višemodnim vlaknima proizvode niz valnih duljina, od kojih svaka putuje različitom brzinom, laseri koji se koriste za pogon jednomodnih vlakana proizvode koherentnu svjetlost na jednoj valnoj duljini . Zbog veće veličine jezgre, višemodna vlakna imaju veću numeričku blendu, što znači da mogu prikupiti više svjetlosti od jednomodnih vlakana. Zbog modalne disperzije u vlaknu, višemodno vlakno ima veću brzinu širenja impulsa od jednomodnog vlakna, što ograničava kapacitet prijenosa informacija višemodnog vlakna. Jednomodno vlakno se najčešće koristi za visokoprecizna znanstvena istraživanja jer dopuštanje samo jednog načina širenja svjetlosti olakšava pravilno fokusiranje svjetlosti. Boja plašta se ponekad koristi za razlikovanje multimodnih optičkih spojnih kabela/kabela od singlemodnih, ali ne može se uvijek osloniti na nju da bi se razlikovale vrste kabela. Za civilne primjene standard TIA-598C preporučuje žuti omotač za jednomodna vlakna i narančasti omotač za višemodna vlakna od 50/125 µm (OM2) i 62,5/125 µm (OM1). Aqua se preporučuje za korištenje s 50/125 µm "laserski optimiziranim" OM3 vlaknom.

tip

Višemodno vlakno opisuje se promjerom jezgre i omotača. Stoga višemodno vlakno od 62,5/125 µm ima veličinu jezgre od 62,5 mikrometara (µm) i promjer omotača od 125 µm. Prijelaz između jezgre i obloge može biti oštar, što se naziva stepenastim profilom indeksa, ili može biti postupan prijelaz, što se naziva stupnjevani profil indeksa. Dvije vrste imaju različite karakteristike disperzije i stoga različite efektivne udaljenosti širenja. Nadalje, višemodno vlakno opisano je korištenjem sustava klasifikacije (OM1, OM2 i OM3) uspostavljenog standardom ISO 11801, koji se temelji na višemodnom vlaknu modalne propusnosti. OM4 (definiran u TIA-492-AAAD) dovršen je u kolovozu 2009., a TIA ga je objavila krajem 2009. Kabeli OM4 podržavat će 125m veza pri 40 i 100 Gbit/s.

Dugi niz godina, 62,5/125 µm (OM1) i konvencionalna 50/125 µm višemodna vlakna (OM2) široko su raspoređena u primjenama u prostorijama. Ova vlakna mogu lako podržavati aplikacije u rasponu od Etherneta (10 Mbit/s) do Gigabit Etherneta (1 Gbit/s) i idealna su za korištenje s LED emiterima zbog svoje relativno velike veličine jezgre. Novije implementacije obično koriste laserski optimizirana 50/125 µm multimodna vlakna (OM3). Svjetlovodna vlakna koja zadovoljavaju ovu oznaku pružaju dovoljnu propusnost za podršku 10 Gigabit Ethernet do 300 metara. Od izdavanja standarda, proizvođači optičkih vlakana uvelike su poboljšali svoje proizvodne procese i mogu stvoriti kabele koji podržavaju 10 GbE do 550 metara. Laserski optimizirano višemodno vlakno (LOMMF) dizajnirano je za korištenje s 850 nm VCSEL-ima i naširoko se koristi u MM SFP primopredajnicima uključujući SPT-P851G-S5D, SPT-P854G-S3xD i druge.

Migracija na LOMMF/OM3 već se dogodila jer su korisnici nadogradili na mreže veće brzine. LED diode imaju maksimalnu brzinu modulacije od 622 Mbit/s jer se ne mogu uključiti/isključiti dovoljno brzo da podrže aplikacije veće propusnosti. VCSEL-i su sposobni za modulaciju veću od 10 Gbit/s i koriste se u mnogim mrežama velike brzine.

Varijacije u distribuciji snage VCSEL kao i uniformnost vlakana mogu uzrokovati modalnu disperziju, koja se može mjeriti diferencijalnim modalnim kašnjenjem (DMD). Modalna disperzija je učinak uzrokovan različitim brzinama pojedinih modova u svjetlosnom impulsu. Ukupni učinak je da se svjetlosni impulsi odvoje ili prijeđu udaljenost koja prijamniku otežava identifikaciju pojedinačnih 1 i 0 (ovo se naziva međusimbolna interferencija). Što je veća duljina, to je veća modalna disperzija. Za borbu protiv modalne disperzije, LOMMF je proizveden na način da eliminira promjene u vlaknu koje bi mogle utjecati na brzinu kojom putuju svjetlosni impulsi. Profil indeksa loma je poboljšan kako bi se omogućio VCSEL prijenos i spriječilo širenje pulsa. Kao rezultat toga, vlakno može održati integritet signala na većim udaljenostima, maksimizirajući propusnost.

Tipovi višemodnih optičkih konektora

Vrste višemodnih optičkih konektora koji kruže na tržištu uključuju ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN i MTP&MPO. Najčešće korišteni tipovi konektora za optička vlakna su ST, SC, FC i LC. Svaki ima svoje snage, slabosti i sposobnosti. Dakle, koje su razlike i što one znače za implementaciju? Ova tablica uobičajenih multimodnih optičkih konektora prikazuje prednosti i nedostatke.