マルチモードファイバーとは何ですか

コア定義

マルチモードファイバー（MMF）は、複数の光伝播モード（またはパス）が同時に移動できるようにする光ファイバーです。コア直径が比較的大きいため、光はさまざまな角度とパス（モード）で繊維を通して伝播できます。これは、複数の車両が並んで移動できる広い高速道路に似ています。

'mode 'という用語は、繊維内の光の異なる電磁場分布パターンを指します。簡単に言えば、光が繊維を通り抜けるときに光が及ぶさまざまなパスがとると考えることができます。

マルチモードファイバーの重要な特性

1。コア直径が大きい

マルチモードファイバーの最も特徴的な機能は、その厚いコアです。標準のコア直径は通常、50μmまたは62.5μmです（多くの場合、OM1の62.5/125μmと呼ばれます）。対照的に、シングルモードファイバーのコア直径はわずか8〜10μmです。より大きなコアを使用すると、複数の光モードをファイバーに結合できます。

2。動作波長

マルチモードファイバーは通常、主に850nmおよび1310nmで短い波長帯域で動作します。

3。光源

マルチモードファイバーは、光発光ダイオード（LED）や垂直キャビティ表面発光レーザー（VCSEL）などの比較的安価な光源を使用します。これらのソースは、より広い発散角で焦点が少ない光を生成しますが、コアサイズが大きいほど、光の効果的な結合が繊維に結合されます。 VCSELレーザーは、より高いデータレートをサポートするために、最新のマルチモード繊維（例えば、OM3/OM4）で広く使用されています。

4。伝送特性：短距離、帯域幅が低い

• コア制限：モーダル分散。異なる光モードは、さまざまな長さの異なるパスに沿って移動するため、さまざまな時期にファイバーのエンドポイントに到達します。繊維に入る完全な光パルスは、この '経路の差、'のためにパルスが重複するため、拡大して歪んでしまいます。

• モーダル分散として知られるこの現象は、マルチモードファイバーの帯域幅と透過距離を大幅に制限します。距離が長いほど、パルスの広がりがより顕著になり、最終的に信号を認識できなくなります。

• その結果、マルチモードファイバーは主に短距離通信に使用されます。

5。コスト

• マルチモードファイバー自体のコストは、より多くの材料が必要なコアが大きいため、シングルモードファイバーよりもわずかに高くなっています。

• ただし、その最大の利点は、シングルモードシステムで使用されるレーザーベースのモジュールと比較して、関連する光機器（トランシーバー）の大幅なコストが大幅に低いことです。これにより、システム全体のコストが低くなります。

  
  

なぜモーダル分散が起こるのですか？簡単な類推         

レースを想像してみてください：

• 広い廊下（マルチモードファイバー）の一方の端から始まり、もう一方の端まで走る人々のグループ（光子を表す）があります。

• 中心をまっすぐに走る人もいます（最短経路）。

• 他の人は壁に沿って走り、前後に跳ね返ります（長い経路）。

• 廊下を横切ってジグザグ（最長の経路）を横切る人もいます。

• その結果、グループは同時にフィニッシュラインに到達しません。代わりに、彼らは時間の経過とともに広がります。初期 'Group Start 'は '散在する到着。'になります。

これはモーダル分散です。パスの長さが異なるため、ライトパルスは時間とともに広がります。

対照的に、シングルモードファイバーは狭いブリッジのようなもので、全員が中央に沿って単一のファイルで実行し、エンドポイントにほぼ同時に到着する必要があります。

マルチモードファイバーグレード（OM1、OM2、OM3、OM4、OM5）

モーダル分散を緩和するために、マルチモードファイバーは、パフォーマンスを向上させるために、屈折率のプロファイルと材料（フッ素ドーピングなど）の改善とともに進化しました。国際標準化機関/国際電気技術委員会（ISO/IEC）は、マルチモード繊維を異なるグレードに分類します。

OM1

• 従来の62.5/125μmファイバー。

• 通常、オレンジ色のジャケットがあります。

• 10/100mイーサネットの短距離伝送のみをサポートします。今では主に時代遅れです。

OM2

• 50/125μmファイバー。

• オレンジ色のジャケットもあります。

• OM1よりも改善され、1GBEが長い距離でサポートされました。

OM3

• レーザー最適化50/125μmファイバー。

• 通常、アクア（ウォーターブルー）ジャケットがあります。

• VCSELレーザー用に最適化され、モーダル分散が大幅に減少します。

• 最大300メートルまでの10GBE、最大100メートルまで40GBE/100GBEをサポートします。

OM4

• パフォーマンスが向上したOM3の拡張バージョン。

• また、アクアジャケット（ラベル付けによって区別されます）があります。

• 最大400メートル、40gbe/100gbeまで150メートルまでの10gbeをサポートします。

• 現在、データセンターの主流の選択。

OM5

• 次世代ワイドバンドマルチモードファイバー。

• ライムグリーンジャケットがあります。

• 短波波長分裂マルチプレックス（SWDM）をサポートするように設計されており、単一のファイバーに複数の波長を送信できるようにします。

• 主に将来の400GBEアプリケーションを対象としています。

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比較表（マルチモード対シングルモードファイバー）

特徴	Multi-ModeFiber（MMF）	シングルモードファイバー（SMF）
コア直径	厚い（50または62.5μm）	非常に薄い（8〜10μm）
ライトモード	複数のモード	シングルモード
光源	LEDまたはVCSELレーザー（安価）	レーザー（LD）（高価）
帯域幅	低い（モーダル分散によって制限）	非常に高い（理論的には無制限）
送信距離	短い（通常は2km未満、多くの場合数百メートル以内）	非常に長い（キロメートル、最大数百キロメートル）
コア分散型	モーダル分散	材料と導波路分散
料金	安価な機器、やや高価な繊維	高価な機器、手頃な価格の繊維
典型的なジャケットの色	オレンジ（OM1/OM2）、アクア（OM3/OM4）、ライムグリーン（OM5 ）	黄色

 

アプリケーション

マルチモードファイバーは、短距離、高帯域幅、および費用対効果の高いアプリケーションで優れています。典型的なユースケースには以下が含まれます。

• データセンターの相互接続：キャビネット内またはキャビネット間のサーバー、スイッチ、ストレージデバイスを接続します。

• エンタープライズLANS：建物またはキャンパスネットワーク内のネットワークバックボーン。

• オーディオビデオシステム：大規模な会場でのビデオ伝送。

• 監視システム：セキュリティカメラの短距離信号伝送。

要約すると、マルチモードファイバーは短距離通信の費用対効果の高いチャンピオンですが、シングルモードファイバーは長距離アプリケーションを支配しています。選択は、距離、帯域幅、予算の特定のニーズに依存します。最先端のマルチモードファイバーソリューションについては、ご覧ください www.zoracz.com ゾラの革新的な製品を探索します。