Co to jest włókno wielomodowe

Definicja podstawowa

Włókno wielomarowe (MMF) to światłowód optyczny, który umożliwia jednocześnie podróżowanie wielu trybów propagacji światła (lub ścieżek). Ze względu na stosunkowo dużą średnicę rdzenia światło może rozprzestrzeniać się przez włókno pod różnymi kątami i ścieżkami (trybami). Jest to podobne do szerokiej autostrady, w której wiele pojazdów może podróżować obok siebie.

Termin „tryb ” odnosi się do różnych wzorów rozkładu pola elektromagnetycznego światła w włóknie. Mówiąc najprościej, możesz myśleć o tym jak o różnych ścieżkach, które przyjeżdża światło podczas podróży przez włókno.

Kluczowe charakterystyka światłowodu wielomodowego

1. Większa średnica rdzenia

Najbardziej charakterystyczną cechą światłowodu wielomodowego jest jego grubszy rdzeń. Standardowe średnice rdzenia wynoszą zwykle 50 μm lub 62,5 μm (często określane jako 62,5/125 μm OM1). Natomiast włókno jednoczesne ma średnicę rdzenia zaledwie 8-10 μm. Większy rdzeń pozwala na sprzężenie wielu trybów światła z włóknem.

2. Długość fali roboczej

Włókno wielomoodowe zwykle działa w krótszych pasmach długości fali, głównie przy 850 nm i 1310 nm.

3. Źródło światła

Włókno wielomoodowe wykorzystuje stosunkowo niedrogie źródła światła, takie jak diody emitujące światło (diody LED) lub lasery emitujące powierzchniowo-w-pionowe (VCSELS). Źródła te wytwarzają mniej skoncentrowane światło z szerszym kątem rozbieżności, ale większy rozmiar rdzenia umożliwia skuteczne sprzężenie światła z włóknem. Lasery VCSEL są szeroko stosowane w nowoczesnych włókienach wielomodowych (np. OM3/OM4) w celu obsługi wyższych prędkości danych.

4. Charakterystyka transmisji: krótka odległość, niższa przepustowość

• Ograniczenie podstawowe: dyspersja modalna. Ponieważ różne tryby światła przemieszczają się na różnych ścieżkach o różnych długościach, dochodzą one do punktu końcowego włókna w różnych momentach. Idealny impuls światłowy wchodzący do włókna zostaje poszerzony i zniekształcony z powodu tej „różnicy ścieżki, powodując nakładanie pulsów.

• Zjawisko to, znane jako dyspersja modalna, znacznie ogranicza szerokość pasma i odległość transmisji włókna wielomodowego. Im dłuższy odległość, tym bardziej wyraźne rozszerzenie impulsu, w końcu czyni sygnał nierozpoznawalny.

• W rezultacie światłowód wielomoodowy jest wykorzystywany przede wszystkim do komunikacji na krótkich odległości.

5. Koszt

• Koszt samego włókna wielomodowego jest nieco wyższy niż włókno jednoczesne ze względu na większy rdzeń wymagający większej ilości materiału.

• Jednak jego największą zaletą jest znacznie niższy koszt powiązanego sprzętu optycznego (transceiverów) w porównaniu z modułami laserowymi stosowanymi w systemach jednomodowych, co powoduje niższy ogólny koszt systemu.

  
  

Dlaczego odbywa się dyspersja modalna? Prosta analogia         

Wyobraź sobie rasę:

• Masz grupę ludzi (reprezentujących fotony), zaczynając od jednego końca szerokiego korytarza (włókno wielomodowe) i biegnących do drugiego końca.

• Niektóre biegną prosto w dół środka (najkrótsza ścieżka).

• Inni biegną wzdłuż ścian, podskakując tam iz powrotem (dłuższa ścieżka).

• Niektóre mogą nawet zygzakować przez korytarz (najdłuższa ścieżka).

• W rezultacie grupa nie dociera jednocześnie na linię mety; Zamiast tego rozprzestrzeniły się z czasem. Początkowy 'start grupy ' staje się rozproszonym przybyciem '. '

Jest to dyspersja modalna - impulsy światła rozszerzają się z czasem z powodu różnych długości ścieżki.

W przeciwieństwie do tego, włókno jednoczęściowe jest jak wąski most, w którym każdy musi biegać w jednym pliku wzdłuż środka, przybywając do punktu końcowego prawie jednocześnie.

Gatunki światłowodowe wielomodowe (OM1, OM2, OM3, OM4, OM5)

Aby złagodzić dyspersję modalną, wielofunkcyjne włókno ewoluowało z ulepszonymi profilem i materiałami współczynnika załamania światła (np. Doping fluorowy) w celu zwiększenia wydajności. Międzynarodowa Organizacja Standaryzacji/Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (ISO/IEC) klasyfikuje włókna wielomodowe na różne oceny:

OM1

• Tradycyjny błonnik 62,5/125 μm.

• Zazwyczaj ma pomarańczową kurtkę.

• Obsługuje tylko transmisję krótkoterminową dla Ethernet o 10/100 m; teraz w dużej mierze przestarzałe.

OM2

• Włókno 50/125 μm.

• Ma również pomarańczową kurtkę.

• Ulepszono w stosunku do OM1, wspierając 1GBE na dłuższych odległościach.

OM3

• Zoptymalizowane laserowo światłowód 50/125 μm.

• Zazwyczaj ma kurtkę Aqua (Water Blue).

• Zoptymalizowane pod kątem laserów VCSEL, znacznie zmniejszając dyspersję modalną.

• Obsługuje 10 gbe do 300 metrów i 40 Gbe/100 Gbe do 100 metrów.

OM4

• Ulepszona wersja OM3 z lepszą wydajnością.

• Ma również kurtkę Aqua (wyróżniającą się etykietą).

• Obsługuje 10 gbe do 400 metrów i 40 Gbe/100 Gbe do 150 metrów.

• Obecnie wybór głównego nurtu centrów danych.

OM5

• Szerokopasmowe wielopasmowe włókno nowej generacji.

• Ma zieloną kurtkę wapienną.

• Zaprojektowany do obsługi multipleksowania długości fali krótkiej fali (SWDM), umożliwiając przesyłanie wielu długości fali na jednym włóknie.

• Przeważnie skierowane do przyszłych aplikacji 400 GBE.

W przypadku wysokowydajnych rozwiązań światłowodowych, eksploruj produkty Zora w www.zoracz.com.

Tabela porównawcza (wielonarodowe światłowód)

Funkcja	Multi-Modefiber (MMF)	Jednodchowy (SMF)
Średnica rdzenia	Grubszy (50 lub 62,5 μm)	Bardzo cienki (8-10 μm)
Tryby światła	Wiele trybów	Pojedynczy tryb
Źródło światła	LED lub laser VCSEL (niedrogi)	Laser (LD) (drogi)
Przepustowość łącza	Niższy (ograniczony przez dyspersję modalną)	Wyjątkowo wysoki (teoretycznie nieograniczony)
Odległość transmisji	Krótkie (zazwyczaj <2 km, często w odległości setek metrów)	Bardzo długie (kilometry, do setek kilometrów)
Typ dyspersji rdzenia	Dyspersja modalna	Dyspersja materiału i falowodu
Koszt	Niedrogi sprzęt, nieco droższe błonnik	Drogie wyposażenie, niedrogie światłowód
Typowy kolor kurtki	Orange (OM1/OM2), Aqua (OM3/OM4), Lime Green (OM5 )	Żółty

 

Zastosowania

Włókno wielomoodowe wyróżniają się krótkoterminowymi, dużymi pasmami i opłacalnymi aplikacjami. Typowe przypadki użycia obejmują:

• Centrum danych połączenia: podłączanie serwerów, przełączników i urządzeń pamięci w szafkach lub w poprzek.

• Enterprise LANS: Szkoła sieciowe w budynkach lub sieciach kampusowych.

• Systemy audio-video: transmisja wideo w dużych miejscach.

• Systemy nadzoru: transmisja sygnału krótkoterminowego dla kamer bezpieczeństwa.

Podsumowując, światłowód wielomoodowy jest opłacalnym mistrzem komunikacji na krótkich odległości, podczas gdy światłowód jednomodowy dominuje w aplikacjach na duże odległości. Wybór zależy od twoich konkretnych potrzeb: odległości, przepustowości i budżetu. Odwiedź najnowocześniejsze rozwiązania światłowodowe, odwiedź www.zoracz.com w celu zbadania innowacyjnych produktów Zora.