Šta je višemodno optičko vlakno?

višemodno optičko vlakno

Višemodno vlakno (višemodno vlakno ili MM vlakno ili optičko vlakno) je tip optičkog vlakna koji se prvenstveno koristi za komunikaciju na kratkim udaljenostima, kao što je unutar zgrada ili na kampusu. Tipične višemodne veze imaju brzine prenosa podataka od 10 Mbit/s do 10 Gbit/s na dužinama veze do 600 metara, što je više nego dovoljno za većinu lokalnih aplikacija.

Područja primjene

Oprema koja se koristi za multimodnu optičku komunikaciju je jeftinija od opreme koja se koristi za komunikaciju sa jednim modom. Tipična ograničenja brzine prenosa i udaljenosti su 100 Mbit/s do 2 km (100BASE-FX), 1 Gbit/s do 220-550 m (1000BASE-SX) i 10 Gbit/s do 300 m (10GBASE) -SR )), kao što je SR 10G SFP+ optički modul, 10G XFP optički modul, 10G X2 optički modul i drugi 10G moduli.

Višemodno vlakno se obično koristi u izgradnji okosnih aplikacija zbog svog visokog kapaciteta i pouzdanosti. Sve više korisnika koristi prednosti optičkih vlakana bliže korisniku povezujući ih na radnu površinu ili područje. Arhitekture usklađene sa standardima, kao što su centralizovano kabliranje i ormari za kablove i telekomunikacione mreže, omogućavaju korisnicima da iskoriste prednosti optičkih daljinskih mogućnosti centralizacijom elektronike u telekom sobi, umesto da imaju aktivnu elektroniku na svakom spratu.

Poređenje sa jednomodnim vlaknom

Glavna razlika između multimodnog vlakna i jednomodnog vlakna je u tome što je prečnik jezgre prvog mnogo veći, tipično 50-100 mikrona; mnogo veća od talasne dužine svetlosti koja se nalazi u njemu. Višemodno vlakno ima veću sposobnost "shvatanja svjetla" nego jednomodno vlakno. U praksi, veća veličina jezgre pojednostavljuje povezivanje, a također omogućava korištenje jeftinije elektronike kao što su diode koje emituju svjetlost (LED) i laseri koji emituju površinu vertikalne šupljine (VCSEL) koji rade na talasnim dužinama od 850 nm i 1300 nm (u telekomunikacijama Jednomodno vlakno koje se koristi radi na 1310 ili 1550 nm i zahtijeva skuplji laserski izvor (jednomodno vlakno je pogodno za gotovo sve valne dužine vidljive svjetlosti, višemodno vlakno ima manja ograničenja u pogledu propusnosti nego jednomodno vlakno). , podržava višestruke načine širenja, stoga je ograničena modalnom disperzijom, dok se jednomodni izvori svjetlosti ne koriste Višemodna vlakna, proizvode niz valnih dužina, od kojih svaka putuje različitom brzinom, nasuprot tome, laseri koji se koriste za pogon jednomodnih vlakana proizvode koherentnu svjetlost na jednoj talasnoj dužini. Zbog veće veličine jezgre, multimodna vlakna imaju veći numerički otvor, što znači da mogu prikupiti više svjetla od jednomodnih vlakana. Zbog modalne disperzije u vlaknu, višemodno vlakno ima veću brzinu širenja impulsa nego jednomodno vlakno, što ograničava kapacitet prijenosa informacija multimodnog vlakna. Jednomodno vlakno najčešće se koristi za visoko precizna naučna istraživanja jer dozvoljavanje samo jednog načina širenja svjetlosti olakšava svjetlosti da se pravilno fokusira. Boja omotača se ponekad koristi za razlikovanje višemodnih optičkih kablova/kablova za spajanje od singlemodnih, ali se na nju ne može uvijek osloniti da razlikuje tipove kablova. Za civilne primjene, standard TIA-598C preporučuje žuti omotač za single-mode vlakna i narandžasti omotač za 50/125 µm (OM2) i 62,5/125 µm (OM1) višemodna vlakna. Aqua se preporučuje za upotrebu sa 50/125 µm "laserski optimizovanim" OM3 vlaknima.

tip

Višemodno vlakno je opisano njegovim prečnikom jezgre i omotača. Stoga, 62,5/125 µm višemodno vlakno ima veličinu jezgre od 62,5 mikrometara (µm) i prečnik omotača od 125 µm. Prijelaz između jezgre i omotača može biti oštar, što se naziva profil indeksa koraka, ili može biti postepeni prijelaz, koji se naziva stepenastim indeksnim profilom. Ova dva tipa imaju različite karakteristike disperzije i stoga različite efektivne udaljenosti širenja. Nadalje, višemodno vlakno je opisano korištenjem sistema klasifikacije (OM1, OM2 i OM3) uspostavljenog standardom ISO 11801, koji se zasniva na modalnom propusnom opsegu multimodnog vlakna. OM4 (definisan u TIA-492-AAAD) je finaliziran u avgustu 2009. i objavljen od strane TIA krajem 2009. OM4 kablovi će podržavati 125m linkova pri 40 i 100 Gbit/s.

Dugi niz godina, 62,5/125 µm (OM1) i konvencionalno 50/125 µm multimodno vlakno (OM2) su široko rasprostranjeni u primjenama u prostorijama. Ova vlakna mogu lako podržati aplikacije u rasponu od Etherneta (10 Mbit/s) do Gigabit Etherneta (1 Gbit/s) i idealna su za upotrebu sa LED emiterima zbog svoje relativno velike veličine jezgra. Novije primene obično koriste laserski optimizovano 50/125 µm višemodno vlakno (OM3). Optička vlakna koja zadovoljavaju ovu oznaku pružaju dovoljan propusni opseg za podršku 10 Gigabit Ethernet do 300 metara. Od izdavanja standarda, proizvođači optičkih vlakana su uvelike poboljšali svoje proizvodne procese i mogu kreirati kablove koji podržavaju 10 GbE do 550 metara. Laserski optimizovano višemodno vlakno (LOMMF) je dizajnirano za upotrebu sa 850 nm VCSEL i široko se koristi u MM SFP primopredajnicima uključujući SPT-P851G-S5D, SPT-P854G-S3xD i druge.

Migracija na LOMMF/OM3 se već dogodila kako korisnici nadograđuju na mreže veće brzine. LED diode imaju maksimalnu brzinu modulacije od 622 Mbit/s jer se ne mogu uključiti/isključiti dovoljno brzo da podrže aplikacije veće propusnosti. VCSEL su sposobni za modulaciju veću od 10 Gbit/s i koriste se u mnogim mrežama velike brzine.

Varijacije u VCSEL distribuciji snage kao i uniformnost vlakana mogu uzrokovati modalnu disperziju, koja se može mjeriti diferencijalnim modalnim kašnjenjem (DMD). Modalna disperzija je efekat uzrokovan različitim brzinama pojedinačnih modova u svjetlosnom pulsu. Neto efekat je da izazove da se svjetlosni impulsi odvoje ili putuju na udaljenosti koja prijemniku otežava identifikaciju pojedinačnih 1 i 0 (ovo se naziva intersimbolska interferencija). Što je veća dužina, veća je modalna disperzija. Za borbu protiv modalne disperzije, LOMMF je proizveden na način koji eliminiše promjene u vlaknima koje bi mogle utjecati na brzinu kojom putuju svjetlosni impulsi. Profil indeksa prelamanja je poboljšan kako bi se omogućio VCSEL prijenos i spriječilo širenje impulsa. Kao rezultat toga, vlakno može održati integritet signala na većim udaljenostima, maksimizirajući propusni opseg.

Tipovi multimodnih optičkih konektora

Tipovi višemodnih optičkih konektora koji kruže na tržištu uključuju ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN i MTP&MPO. Najčešće korišteni tipovi konektora za optička vlakna su ST, SC, FC i LC. Svaki od njih ima svoje snage, slabosti i sposobnosti. Dakle, koje su razlike i šta one znače za implementaciju? Ova tabela uobičajenih multimodnih optičkih konektora ističe prednosti i nedostatke.