Що таке багатомодне волокно

Основне визначення

Багатомодне волокно (MMF)-це оптичне волокно, яке дозволяє одночасно проходити кілька режимів розповсюдження світла (або шляхів). Завдяки відносно великому діаметрі ядра світло може поширюватися через волокно під різними кутами та шляхами (режимами). Це схоже на широке шосе, де кілька транспортних засобів можуть подорожувати поруч.

Термін 'режим ' відноситься до різних моделей розподілу електромагнітного поля всередині волокна. Простіше кажучи, ви можете подумати про це як про різні шляхи, що проходить, коли воно проходить через волокно.

Основні характеристики багатомодового волокна

1. Більший діаметр ядра

Найвизначніша особливість багатомодового волокна-це її більш товсте ядро. Стандартні діаметри ядра, як правило, складають 50 мкм або 62,5 мкм (часто їх називають 62,5/125 мкм OM1). На відміну від одного режиму волокна має діаметр ядра лише 8-10 мкм. Більше ядра дозволяє поєднувати кілька режимів світла в волокно.

2. Довжина хвилі

Багатомодне волокно зазвичай працює в коротших діапазонах довжин хвиль, насамперед при 850 нм та 1310 нм.

3. Джерело світла

Багатомодне волокно використовує відносно недорогі джерела світла, такі як світлодіодні діоди (світлодіоди) або вертикальні лазери, що випромінюють поверхню (VCSels). Ці джерела виробляють менш цілеспрямоване світло з більш широким кутом розбіжності, але більший розмір ядра дозволяє ефективно з’єднати світло у волокно. Лазери VCSEL широко використовуються в сучасних багатомодових волокнах (наприклад, OM3/OM4) для підтримки більш високої швидкості передачі даних.

4. Характеристики передачі: на невеликій відстані, нижня пропускна здатність

• Основне обмеження: модальна дисперсія. Оскільки різні режими світла рухаються по різних стежках з різною довжиною, вони в різному періоді надходять до кінцевої точки волокна. Ідеальний світлий імпульс, що входить у волокно, розширився і спотворюється через цю різницю 'шляху, що спричиняє перекриття імпульсів.

• Це явище, відоме як модальна дисперсія, значно обмежує пропускну здатність і відстань передачі багатомодного волокна. Чим довше відстань, тим більш виражене розширення імпульсу, врешті -решт робить сигнал невпізнанним.

• Як результат, багатомодове волокно в основному використовується для спілкування на коротких відстанях.

5. Вартість

• Вартість самого модного волокна трохи вища, ніж волокно з одномодами, завдяки більшому ядру, що вимагає більше матеріалу.

• Однак його найбільшою перевагою є значно менша вартість асоційованого оптичного обладнання (приймачів) порівняно з модулями на основі лазера, що використовуються в одномодових системах, що призводить до зниження загальної вартості системи.

  
  

Чому відбувається модальна дисперсія? Проста аналогія         

Уявіть гонку:

• У вас є група людей (представляючи фотони), починаючи з одного кінця широкого коридору (багатомодового волокна) і працює до іншого кінця.

• Деякі проходять прямо вниз по центру (найкоротша стежка).

• Інші бігають по стінах, підстрибуючи туди -сюди (довший шлях).

• Деякі можуть навіть зигзаг через коридор (найдовший шлях).

• Як результат, група не надходить на фінішну лінію одночасно; Натомість вони розширилися з часом. Початковий 'груповий старт ' стає 'розсіяним приїздом. '

Це модальна дисперсія - імпульси світла розширюються з часом через різну довжину шляху.

Навпаки, волокно з одномодом-це як вузький міст, де кожен повинен працювати в одному файлі вздовж центру, що прибуває до кінцевої точки майже одночасно.

Багатомодні волокна (OM1, OM2, OM3, OM4, OM5)

Для пом'якшення модальної дисперсії багатомодне волокно розвивалося за допомогою вдосконалених профілів та матеріалів показника заломлення (наприклад, допінгу фтору) для підвищення продуктивності. Міжнародна організація зі стандартизації/Міжнародна електротехнічна комісія (ISO/IEC) класифікує багатомодові волокна на різні оцінки:

OM1

• Традиційне волокно 62,5/125 мкм.

• Зазвичай має помаранчеву куртку.

• Підтримує лише передачу на короткі відстані для Ethernet 10/100 м; тепер значною мірою застаріли.

OM2

• 50/125 мкм волокна.

• Також є помаранчева куртка.

• Покращений над OM1, підтримуючи 1GBE на більші відстані.

OM3

• Лазерно оптимізоване волокно 50/125 мкм.

• Зазвичай має куртку з аква (синій).

• Оптимізований для лазерів VCSEL, значно зменшуючи модальну дисперсію.

• Підтримує 10 Гбе до 300 метрів, а 40 ГБе/100 Гбе до 100 метрів.

OM4

• Вдосконалена версія OM3 з кращою продуктивністю.

• Також має аква піджак (відрізняється маркуванням).

• Підтримує 10 Гбе до 400 метрів, а 40 ГБе/100 Гбе до 150 метрів.

• В даний час основний вибір для центрів обробки даних.

OM5

• Широкосмугове волокно широкосмугового покоління.

• Має вапняно -зелену куртку.

• Призначений для підтримки мультиплексування дивізії довжини хвилі (SWDM), що дозволяє передавати кілька довжин хвиль через одне волокно.

• Насамперед спрямовані на майбутні програми 400 ГБ.

Для високопродуктивних багатомодових волоконних рішень вивчайте продукти Zora в www.zoracz.com.

Таблиця порівняння (багатомод проти одномодового волокна)

Означати	Багатомодефібри (MMF)	Одномодфібер (SMF)
Основна діаметр	Товстіший (50 або 62,5 мкм)	Дуже тонкий (8-10 мкм)
Світлові режими	Кілька режимів	Єдиний режим
Джерело світла	LED або VCSEL LASER (недорогий)	Лазер (LD) (дорогий)
Пропускна здатність	Нижчий (обмежений модальною дисперсією)	Надзвичайно високий (теоретично необмежений)
Відстань передачі	Короткий (як правило, <2 км, часто в межах сотень метрів)	Дуже довгий (кілометри, до сотень кілометрів)
Основний тип дисперсії	Модальна дисперсія	Дисперсія матеріалу та хвилеводу
Вартість	Недороге обладнання, трохи дорожче волокно	Дороге обладнання, доступне волокно
Типовий колір піджака	Помаранчевий (OM1/OM2), Aqua (OM3/OM4), вапняний зелений (OM5 )	Жовтий

 

Заявки

Багатомодне волокно переважає в коротких відстанях, високій пропускній здатності та економічно вигідних програмах. Типові випадки використання включають:

• З'єднання центру обробки даних: підключення серверів, комутаторів та пристроїв зберігання всередині або через шафи.

• Підприємницькі мережі: мережеві магістра в будівлях або мережах кампусу.

• Системи аудіо-відео: передача відео у великих місцях.

• Системи спостереження: передача сигналу на короткий відстань для камер безпеки.

Підводячи підсумок, Multi-Mode Fiber є економічно вигідним чемпіоном для спілкування на коротких відстанях, тоді як володіння одномодовим волокном домінує над додатками на великі відстані. Вибір залежить від ваших конкретних потреб: відстані, пропускної здатності та бюджету. Для передових багатомодних розчинів волокон відвідайте www.zoracz.com для вивчення інноваційних продуктів Zora.