Что такое многомодовое волокно

Основное определение

Многомодовое волокно (MMF)-это оптическое волокно, которое позволяет одновременно перемещаться по нескольким модам распространения света. Из -за его относительно большого диаметра ядра свет может распространяться через волокно под разными углами и путями (моды). Это сродни широкому шоссе, где несколько транспортных средств могут двигаться рядом.

Термин 'Mode ' относится к различным моделям распределения электромагнитного поля света в волокне. Проще говоря, вы можете подумать об этом, поскольку различные пути проходит, когда он проходит через волокно.

Ключевые характеристики многомодового волокна

1. Больший диаметр сердечника

Наиболее отличительной особенностью многомодового волокна является его более толстое ядро. Стандартные диаметры ядра обычно составляют 50 мкм или 62,5 мкм (часто называемые OM1 62,5/125 мкм). Напротив, одномодовое волокно имеет диаметр ядра всего 8-10 мкм. Большое ядро ​​позволяет соединить несколько режимов света с волокном.

2. Работая длина волны

Многомодовое волокно обычно работает в более коротких полосах длины волны, в основном на 850 нм и 1310 нм.

3. Источник света

Многомодовое волокно использует относительно недорогие источники света, такие как светодиоды (светодиоды) или лазеры с поверхностной эмиссией вертикали (VCSEL). Эти источники производят менее сфокусированный свет с более широким угла дивергенции, но больший размер сердечника позволяет эффективно соединить свет в волокне. Лазеры VCSEL широко используются в современных многомодовых волокнах (например, OM3/OM4) для поддержки более высоких скоростей передачи данных.

4. Характеристики передачи: короткое расстояние, нижняя полоса пропускания

• Ограничение ядра: модальная дисперсия. Поскольку разные режимы света движутся по разным путям с различной длиной, они достигают конечной точки волокна в разное время. Импульс идеального света, попадающий в волокно, становится расширенным и искаженным из -за этой разницы в пути ', вызывая импульсы для перекрытия.

• Это явление, известное как модальная дисперсия, значительно ограничивает пропускную способность и расстояние передачи многомодового волокна. Чем дольше расстояние, тем более выраженным расширение импульса, в конечном итоге делает сигнал неузнаваемым.

• В результате многомодовое волокно в первую очередь используется для краткосрочной связи.

5. Стоимость

• Стоимость самогомодового волокна само по себе немного выше, чем одномодовое волокно, из-за большего ядра, требующего большего материала.

• Тем не менее, его наибольшим преимуществом является значительно более низкая стоимость связанного оптического оборудования (приемопередатчиков) по сравнению с лазерными модулями, используемыми в одномодовых системах, что приводит к более низкой общей стоимости системы.

  
  

Почему происходит модальная дисперсия? Простая аналогия         

Представьте себе гонку:

• У вас есть группа людей (представляющих фотоны), начиная с одного конца широкого коридора (мультимодовое волокно) и бегая до другого конца.

• Некоторые бегают прямо вниз по центру (кратчайший путь).

• Другие бегут по стенам, прыгая взад -вперед (более длинный путь).

• Некоторые могут даже зигзагу через коридор (самый длинный путь).

• В результате группа не попадает на финишную черту одновременно; Вместо этого они распространились со временем. Начальный 'групповой старт ' становится 'рассеянным прибытием. '

Это модальная дисперсия - импульсы света со временем расширяются из -за различных длины пути.

Напротив, одномодовое волокно похоже на узкий мост, где каждый должен работать в одном файле вдоль центра, прибывая в конечную точку почти одновременно.

Многомодовые оценки волокна (OM1, OM2, OM3, OM4, OM5)

Чтобы смягчить модальную дисперсию, многомодовое волокно развивалось с улучшенными профилями и материалами показателя преломления (например, легированием фтора) для повышения производительности. Международная организация по стандартизации/Международной электротехнической комиссии (ISO/IEC) классифицирует многомодовые волокна на разные оценки:

Ом1

• Традиционное 62,5/125 мкм волокна.

• Обычно имеет оранжевую куртку.

• Поддерживает только короткую передачу для 10/100 м Ethernet; теперь в значительной степени устарел.

Ом2

• 50/125 мкм волокна.

• Также имеет апельсиновую куртку.

• Улучшено OM1, поддерживая 1GBE на более длительных расстояниях.

OM3

• Лазер-оптимизированный 50/125 мкм волокна.

• Обычно есть куртка Aqua (водный синий).

• Оптимизирован для лазеров VCSEL, значительно уменьшая модальную дисперсию.

• Поддерживает 10GBE до 300 метров и 40GBE/100GBE до 100 метров.

Ом

• Улучшенная версия OM3 с лучшей производительностью.

• Также есть аква -куртка (отличается от маркировки).

• Поддерживает 10GBE до 400 метров и 40GBE/100GBE до 150 метров.

• В настоящее время основной выбор для центров обработки данных.

OM5

• Широкополосное волокно следующего поколения следующего поколения.

• Имеет лайм -зеленую куртку.

• Предназначен для поддержки мультиплексирования (SWDM) с коротковолновой длиной волны (SWDM), позволяя передавать несколько длин волн по одному волокну.

• В основном нацелен на будущие приложения 400GBE.

Для высокопроизводительных многомодовых оптоволокновых решений исследуйте продукты Zora в www.zoracz.com.

Таблица сравнения (мультимод и одномодовое волокно)

Особенность	Мульти-режиссер (MMF)	Однорезовое излучение (SMF)
Диаметр ядра	Толще (50 или 62,5 мкм)	Очень тонкий (8-10 мкм)
Световые режимы	Несколько режимов	Одиночный режим
Источник света	LED или VCSEL LASER (недорогой)	Лазер (LD) (дорого)
Пропускная способность	Ниже (ограничено модальной дисперсией)	Чрезвычайно высокий (теоретически неограниченное)
Расстояние передачи	Короткий (обычно <2 км, часто в пределах сотни метров)	Очень долго (километры, до сотен километров)
Основная дисперсия типа	Модальная дисперсия	Материал и рассеяние волновода
Расходы	Недорогое оборудование, чуть более дорогое волокно	Дорогое оборудование, доступное волокно
Типичный цвет куртки	Orange (OM1/OM2), Aqua (OM3/OM4), Lime Green (OM5 )	Желтый

 

Приложения

Многомодовое волокно превосходит в короткой дистанции, с высокой пропускной способностью и экономически эффективными приложениями. Типичные варианты использования включают:

• Взаимосвязь центра обработки данных: подключение серверов, коммутаторов и устройств хранения внутри или по между шкафами.

• Enterprise LANS: сетевые основы в зданиях или сетях кампуса.

• Аудио-видео систем: передача видео в больших местах.

• Системы наблюдения: передача сигнала короткого расстояния для камер безопасности.

Таким образом, многомодовое волокно является экономически эффективным чемпионом для короткого дистанционного общения, в то время как одномодовое волокно доминирует в приложениях на большие расстояния. Выбор зависит от ваших конкретных потребностей: расстояние, пропускная способность и бюджет. Для передовых многомодовых волоконных решений посетите www.zoracz.com для изучения инновационных продуктов Zora.