Какво е многорежимно оптично влакно?

многомодово оптично влакно

Многомодово влакно (многомодово влакно или MM влакно или оптично влакно) е вид оптично влакно, използвано предимно за комуникации на къси разстояния, като например в сгради или в колежа. Типичните мултимодови връзки имат скорости на данни от 10 Mbit/s до 10 Gbit/s при дължина на връзката до 600 метра, което е повече от достатъчно за повечето приложения в помещения.

Области на приложение

Оборудването, използвано за многомодова оптична комуникация, е по-евтино от оборудването, използвано за едномодова оптична комуникация. Типичните ограничения на скоростта на предаване и разстоянието са 100 Mbit/s до 2 km (100BASE-FX), 1 Gbit/s до 220-550 m (1000BASE-SX) и 10 Gbit/s до 300 m (10GBASE -SR )), като SR 10G SFP+ оптичен модул, 10G XFP оптичен модул, 10G X2 оптичен модул и други 10G модули.

Многомодовото влакно обикновено се използва при изграждане на опорни приложения поради високия си капацитет и надеждност. Все повече и повече потребители се възползват от оптичните влакна, които са по-близо до потребителя, като го свързват към техния работен плот или област. Съвместимите със стандартите архитектури, като централизирано окабеляване и шкафове от влакна към телекомуникационни мрежи, позволяват на потребителите да се възползват от възможностите за разстояние на влакна чрез централизиране на електрониката в телекомуникационната стая, вместо да разполагат с активна електроника на всеки етаж.

Сравнение с едномодово влакно

Основната разлика между многомодовото влакно и едномодовото влакно е, че диаметърът на сърцевината на първото е много по-голям, обикновено 50-100 микрона; много по-голяма от дължината на вълната на светлината, пренасяна в него. Многомодовото влакно има по-висока способност за "събиране на светлина" от едномодовото влакно. На практика по-големият размер на ядрото опростява свързването и също така позволява използването на по-евтина електроника като светодиоди (LED) и повърхностно излъчващи лазери с вертикална кухина (VCSEL), работещи при 850 nm и 1300 nm дължини на вълната (в телекомуникациите Използваното едномодово влакно работи при 1310 или 1550 nm и изисква по-скъп лазерен източник (едномодовото влакно е подходящо за почти всички дължини на вълната на видимата светлина). Въпреки това, многомодовото влакно има по-ниски ограничения на честотната лента от едномодовото влакно, тъй като многомодовото влакно има по-голям размер на сърцевината от едномодовото влакно, то поддържа множество режими на разпространение; следователно е ограничено от модална дисперсия, докато едномодовите влакна не се използват с многомодови влакна, произвеждат диапазон от дължини на вълната, всяка от които се движи с различна скорост, за разлика от тях, лазерите, използвани за задвижване на едномодови влакна, произвеждат кохерентна светлина с една дължина на вълната . Поради по-големия си размер на сърцевината, многомодовите влакна имат по-висока цифрова апертура, което означава, че могат да събират повече светлина от едномодовите влакна. Поради модалната дисперсия във влакното, многомодовото влакно има по-висока скорост на разширение на импулса от едномодовото влакно, което ограничава капацитета за предаване на информация на многомодовото влакно. Едномодовото влакно се използва най-често за високопрецизни научни изследвания, тъй като позволяването само на един режим на разпространение на светлината улеснява правилното фокусиране на светлината. Цветът на обвивката понякога се използва за разграничаване на многомодови оптични кабели/пач кабели от едномодови, но не винаги може да се разчита на него за разграничаване на типовете кабели. За граждански приложения стандартът TIA-598C препоръчва жълта обвивка за едномодови влакна и оранжева обвивка за 50/125 µm (OM2) и 62,5/125 µm (OM1) многомодови влакна. Aqua се препоръчва за използване с 50/125 µm "лазерно оптимизирано" OM3 влакно.

тип

Многомодовото влакно се описва чрез диаметрите на сърцевината и обвивката. Следователно многомодовото влакно 62,5/125 µm има размер на сърцевината от 62,5 микрометра (µm) и диаметър на обвивката от 125 µm. Преходът между сърцевината и облицовката може да бъде остър, което се нарича профил на стъпковия индекс, или може да бъде постепенен преход, който се нарича градуиран профил на индекса. Двата типа имат различни дисперсионни характеристики и следователно различни ефективни разстояния на разпространение. Освен това многомодовото влакно е описано с помощта на класификационната система (OM1, OM2 и OM3), установена от стандарта ISO 11801, който се основава на многомодовото влакно с модална честотна лента. OM4 (дефиниран в TIA-492-AAAD) беше финализиран през август 2009 г. и публикуван от TIA в края на 2009 г. Кабелите OM4 ще поддържат 125m връзки при 40 и 100 Gbit/s.

В продължение на много години 62,5/125 µm (OM1) и конвенционалните 50/125 µm многомодови влакна (OM2) са били широко използвани в приложения в помещения. Тези влакна могат лесно да поддържат приложения, вариращи от Ethernet (10 Mbit/s) до Gigabit Ethernet (1 Gbit/s) и са идеални за използване с LED излъчватели поради относително големия им размер на ядрото. По-новите внедрявания обикновено използват лазерно оптимизирано 50/125 µm многомодово влакно (OM3). Оптичните влакна, които отговарят на това обозначение, осигуряват достатъчна честотна лента за поддръжка на 10 Gigabit Ethernet до 300 метра. След пускането на стандарта производителите на оптични влакна са подобрили значително своите производствени процеси и могат да създават кабели, които поддържат 10 GbE до 550 метра. Лазерно оптимизирано многомодово влакно (LOMMF) е проектирано за използване с 850 nm VCSEL и се използва широко в MM SFP трансивъри, включително SPT-P851G-S5D, SPT-P854G-S3xD и други.

Миграцията към LOMMF/OM3 вече е извършена, тъй като потребителите надграждат до по-високоскоростни мрежи. Светодиодите имат максимална скорост на модулация от 622 Mbit/s, тъй като не могат да се включват/изключват достатъчно бързо, за да поддържат приложения с по-висока честотна лента. VCSEL са способни на модулация над 10 Gbit/s и се използват в много високоскоростни мрежи.

Вариациите в разпределението на мощността на VCSEL, както и еднаквостта на влакната могат да причинят модална дисперсия, която може да бъде измерена чрез диференциално модално забавяне (DMD). Модалната дисперсия е ефект, причинен от различните скорости на отделните модове в светлинен импулс. Крайният ефект е да накара светлинните импулси да се разделят или да изминат разстояние, което затруднява приемника да идентифицира отделните единици и 0 (това се нарича междусимволна интерференция). Колкото по-голяма е дължината, толкова по-голяма е модалната дисперсия. За да се бори с модалната дисперсия, LOMMF е произведен по начин, който елиминира промените във влакното, които биха могли да повлияят на скоростта, с която се движат светлинните импулси. Профилът на индекса на пречупване е подобрен, за да позволи VCSEL предаване и да предотврати разпространението на импулса. В резултат на това влакното може да поддържа целостта на сигнала на по-дълги разстояния, увеличавайки максимално честотната лента.

Типове многомодови оптични конектори

Типовете многомодови конектори за оптични влакна, които се разпространяват на пазара, включват ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN и MTP&MPO. Най-често използваните видове конектори за оптични влакна са ST, SC, FC и LC. Всеки има своите силни, слаби страни и способности. И така, какви са разликите и какво означават те за изпълнението? Тази таблица с общи многомодови оптични конектори очертава плюсовете и минусите.