O que é fibra multimodo

Definição central

A fibra multimodo (MMF) é uma fibra óptica que permite que vários modos de propagação de luz (ou caminhos) viajam simultaneamente. Devido ao seu diâmetro do núcleo relativamente grande, a luz pode se propagar através da fibra em vários ângulos e caminhos (modos). Isso é semelhante a uma rodovia ampla, onde vários veículos podem viajar lado a lado.

O termo 'mode ' refere -se aos diferentes padrões de distribuição de campo eletromagnético de luz dentro da fibra. Em termos simples, você pode pensar nisso como os vários caminhos que a luz segue ao viajar pela fibra.

Características-chave da fibra multimodo

1. Diâmetro do núcleo maior

A característica mais distinta da fibra de modo múltiplo é o núcleo mais espesso. Os diâmetros do núcleo padrão são tipicamente 50μm ou 62,5μm (geralmente chamados de 62,5/125μm do OM1). Por outro lado, a fibra de modo único possui um diâmetro central de apenas 8-10μm. O núcleo maior permite que vários modos de luz sejam acoplados na fibra.

2. Comprimento de onda operacional

A fibra multimodo geralmente opera em bandas de comprimento de onda mais curtas, principalmente a 850Nm e 1310Nm.

3. Fonte de luz

A fibra de modo múltiplo usa fontes de luz relativamente baratas, como diodos emissores de luz (LEDs) ou lasers emissores de superfície de cavidade vertical (VCSELs). Essas fontes produzem luz menos focada com um ângulo de divergência mais amplo, mas o tamanho do núcleo maior permite o acoplamento eficaz da luz na fibra. Os lasers VCSEL são amplamente utilizados nas fibras multimodo modernas (por exemplo, OM3/OM4) para suportar taxas de dados mais altas.

4. Características de transmissão: curta distância, baixa largura de banda

• Limitação do núcleo: dispersão modal. Como diferentes modos de luz viajam por diferentes caminhos com comprimentos variados, eles chegam ao ponto final da fibra em momentos diferentes. Um pulso de luz perfeito que entra na fibra se amplia e distorcido devido a essa diferença de 'caminho', fazendo com que os pulsos se sobreponham.

• Esse fenômeno, conhecido como dispersão modal, limita significativamente a largura de banda e a distância de transmissão da fibra multimodo. Quanto maior a distância, mais pronunciado a ampliação do pulso, tornando o sinal irreconhecível.

• Como resultado, a fibra de modo múltiplo é usado principalmente para comunicação de curta distância.

5. Custo

• O custo da fibra multimodo em si é um pouco maior que a fibra de modo único devido ao núcleo maior que exige mais material.

• No entanto, sua maior vantagem é o custo significativamente menor dos equipamentos ópticos associados (transceptores) em comparação com os módulos baseados em laser usados ​​em sistemas de modo único, resultando em um custo geral do sistema geral.

  
  

Por que a dispersão modal ocorre? Uma analogia simples         

Imagine uma corrida:

• Você tem um grupo de pessoas (representando fótons) começando em uma extremidade de um amplo corredor (fibra multimodo) e correndo para a outra extremidade.

• Alguns correm diretamente pelo centro (caminho mais curto).

• Outros correm ao longo das paredes, saltando para frente e para trás (caminho mais longo).

• Alguns podem até ziguezague no corredor (caminho mais longo).

• Como resultado, o grupo não chega à linha de chegada simultaneamente; Em vez disso, eles se espalharam com o tempo. O inicial 'Group Start ' torna -se uma chegada dispersa. '

Isso é dispersão modal - os pulsos da luz se ampliam ao longo do tempo devido a diferentes comprimentos de caminho.

Por outro lado, a fibra de modo único é como uma ponte estreita, onde todos devem correr em um único arquivo ao longo do centro, chegando ao ponto final quase simultaneamente.

Graus de fibra multimodo (OM1, OM2, OM3, OM4, OM5)

Para mitigar a dispersão modal, a fibra de modo múltiplo evoluiu com perfis e materiais de índice de refração aprimorados (por exemplo, doping de flúor) para melhorar o desempenho. A Organização Internacional de Padronização/Comissão Eletrotécnica Internacional (ISO/IEC) classifica as fibras de vários modos em diferentes graus:

Om1

• Fibra tradicional de 62,5/125μm.

• Normalmente tem uma jaqueta laranja.

• Suporta apenas transmissão de curta distância para 10/100m Ethernet; agora em grande parte obsoleto.

OM2

• Fibra de 50/125μm.

• Também tem uma jaqueta laranja.

• Melhorou o OM1, apoiando 1GBE em distâncias mais longas.

OM3

• Fibra de 50/125μm otimizada a laser.

• Normalmente, possui uma jaqueta aqua (azul aquático).

• Otimizado para lasers VCSEL, reduzindo significativamente a dispersão modal.

• Suporta 10GBE até 300 metros e 40GBE/100GBE até 100 metros.

Om4

• Uma versão aprimorada do OM3 com melhor desempenho.

• Também possui uma jaqueta aqua (distinguida pela rotulagem).

• Suporta 10GBE até 400 metros e 40GBE/100GBE até 150 metros.

• Atualmente, a escolha principal para data centers.

OM5

• Fibra multimodo de banda larga de próxima geração.

• Tem uma jaqueta verde limão.

• Projetado para suportar a multiplexação de divisão de comprimento de onda de onda curta (SWDM), permitindo que vários comprimentos de onda sejam transmitidos sobre uma única fibra.

• Destinado principalmente a futuras aplicações de 400GBE.

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Tabela de comparação (fibra de modo múltiplo vs. modo único)

Recurso	Multi-modefiber (MMF)	Modefiber único (SMF)
Diâmetro do núcleo	Mais espesso (50 ou 62,5 μm)	Muito fino (8-10 μm)
Modos de luz	Vários modos	Modo único
Fonte de luz	LED ou VCSEL Laser (barato)	Laser (LD) (caro)
Largura de banda	Menor (limitado por dispersão modal)	Extremamente alto (teoricamente ilimitado)
Distância de transmissão	Curto (normalmente <2 km, geralmente dentro de centenas de metros)	Muito longo (quilômetros, até centenas de quilômetros)
Tipo de dispersão do núcleo	Dispersão modal	Dispersão de material e guia de ondas
Custo	Equipamento barato, fibra um pouco mais cara	Equipamento caro, fibra acessível
Cor típica da jaqueta	Laranja (om1/om2), aqua (om3/om4), verde limão (om5 )	Amarelo

 

Aplicações

A fibra multimodo se destaca em aplicações de curta distância, largura de banda alta e econômicas. Os casos de uso típicos incluem:

• Interconexões de data center: conectando servidores, comutadores e dispositivos de armazenamento dentro ou através dos armários.

• Enterprise Lans: Backbones de rede em edifícios ou redes do campus.

• Sistemas de áudio-vídeo: transmissão de vídeo em grandes locais.

• Sistemas de vigilância: transmissão de sinal de curta distância para câmeras de segurança.

Em resumo, a fibra de modo múltiplo é o campeão econômico da comunicação de curta distância, enquanto a fibra de modo único domina as aplicações de longa distância. A escolha depende de suas necessidades específicas: distância, largura de banda e orçamento. Para soluções de fibra multimodo de ponta, visite www.zoracz.com para explorar os produtos inovadores da Zora.