Wat is Multi-mode optische vezel?

multimode optische vezel

Multimode glasvezel (multimode glasvezel of MM-vezel of optische vezel) is een type optische vezel dat voornamelijk wordt gebruikt voor communicatie over korte afstanden, zoals in gebouwen of op de campus. Typische multimode-verbindingen hebben datasnelheden van 10 Mbit/s tot 10 Gbit/s over verbindingslengtes tot 600 meter, wat ruim voldoende is voor de meeste toepassingen op locatie.

Toepassingsgebieden

De apparatuur die wordt gebruikt voor multimode glasvezelcommunicatie is goedkoper dan de apparatuur die wordt gebruikt voor singlemode glasvezelcommunicatie. Typische transmissiesnelheid- en afstandslimieten zijn 100 Mbit/s tot 2 km (100BASE-FX), 1 Gbit/s tot 220-550 m (1000BASE-SX) en 10 Gbit/s tot 300 m (10GBASE -SR )), zoals SR 10G SFP+ optische module, 10G XFP optische module, 10G X2 optische module en andere 10G modules.

Multimode glasvezel wordt vaak gebruikt in backbone-toepassingen vanwege de hoge capaciteit en betrouwbaarheid. Steeds meer gebruikers profiteren van glasvezel dichter bij de gebruiker door deze op hun desktop of ruimte aan te sluiten. Met standaardconforme architecturen zoals gecentraliseerde bekabeling en glasvezel-naar-telco-kasten kunnen gebruikers profiteren van de afstandsmogelijkheden van glasvezel door de elektronica in de telecomruimte te centraliseren, in plaats van actieve elektronica op elke verdieping te hebben.

Vergelijking met single-mode glasvezel

Het belangrijkste verschil tussen multimode glasvezel en single-mode glasvezel is dat de kerndiameter van de eerstgenoemde veel groter is, doorgaans 50-100 micron; veel groter dan de golflengte van het licht dat erin wordt getransporteerd. Multimode glasvezel heeft een hoger vermogen om licht te verzamelen dan single-mode glasvezel. In de praktijk vereenvoudigt de grotere kerngrootte de connectiviteit en maakt ook het gebruik mogelijk van goedkopere elektronica zoals light-emitting diodes (LED's) en verticale holte-oppervlakte-emitterende lasers (VCSEL's) die werken op golflengten van 850 nm en 1300 nm (in telecommunicatie De gebruikte single-mode vezel werkt op 1310 of 1550 nm en vereist een duurdere laserbron (single-mode vezel is echter geschikt voor vrijwel alle zichtbare lichtgolflengten). multimode glasvezel heeft lagere bandbreedte-afstandsproductbeperkingen dan single-mode glasvezel. Omdat multimode glasvezel een grotere kerngrootte heeft dan single-mode glasvezel, ondersteunt het meerdere voortplantingsmodi en wordt daarom beperkt door modale spreiding, terwijl single-mode glasvezel dat wel is niet. LED-lichtbronnen, die soms worden gebruikt met multimode-vezels, produceren een reeks golflengten die elk met een andere snelheid reizen. Lasers die worden gebruikt om single-mode-vezels aan te sturen, produceren daarentegen coherent licht op een enkele golflengte de nuttige lengte van multimode glasvezelkabels. Vanwege hun grotere kerngrootte hebben multimode vezels een grotere numerieke apertuur, wat betekent dat ze meer licht kunnen verzamelen dan single-mode vezels. Vanwege de modale spreiding in de vezel heeft multimode glasvezel een hogere pulsexpansiesnelheid dan single-mode glasvezel, wat de informatietransmissiecapaciteit van multimode glasvezel beperkt. Single-mode glasvezel wordt het meest gebruikt voor uiterst nauwkeurig wetenschappelijk onderzoek, omdat het toestaan ​​van slechts één manier van voortplanting van licht het voor het licht gemakkelijker maakt om correct te focussen. De kleur van de mantel wordt soms gebruikt om multimode glasvezelpatchkabels/kabels te onderscheiden van singlemode, maar er kan niet altijd op worden vertrouwd om kabeltypen te onderscheiden. Voor civiele toepassingen beveelt standaard TIA-598C gele mantel aan voor single-mode glasvezel en oranje mantel voor 50/125 µm (OM2) en 62,5/125 µm (OM1) multimode glasvezel. Aqua wordt aanbevolen voor gebruik met 50/125 µm "lasergeoptimaliseerde" OM3-vezels.

type

Multimode-vezel wordt beschreven aan de hand van de kern- en bekledingsdiameters. Daarom heeft een multimode vezel van 62,5/125 µm een ​​kerngrootte van 62,5 micrometer (µm) en een manteldiameter van 125 µm. De overgang tussen kern en bekleding kan scherp zijn, wat een stapindexprofiel wordt genoemd, of het kan een geleidelijke overgang zijn, wat een gradueel indexprofiel wordt genoemd. De twee typen hebben verschillende dispersiekarakteristieken en dus verschillende effectieve voortplantingsafstanden. Bovendien wordt multimode glasvezel beschreven met behulp van het classificatiesysteem (OM1, OM2 en OM3) dat is vastgelegd in de ISO 11801-standaard, dat is gebaseerd op multimode glasvezel met modale bandbreedte. OM4 (gedefinieerd in TIA-492-AAAD) werd in augustus 2009 afgerond en eind 2009 door TIA gepubliceerd. OM4-kabels ondersteunen verbindingen van 125 meter bij 40 en 100 Gbit/s.

Jarenlang worden 62,5/125 µm (OM1) en conventionele 50/125 µm multimode glasvezel (OM2) op grote schaal ingezet in toepassingen in gebouwen. Deze vezels ondersteunen gemakkelijk toepassingen variërend van Ethernet (10 Mbit/s) tot Gigabit Ethernet (1 Gbit/s) en zijn ideaal voor gebruik met LED-emitters vanwege hun relatief grote kerngrootte. Nieuwere implementaties maken doorgaans gebruik van lasergeoptimaliseerde 50/125 µm multimode glasvezel (OM3). Glasvezelkabels die aan deze aanduiding voldoen, bieden voldoende bandbreedte om 10 Gigabit Ethernet tot 300 meter te ondersteunen. Sinds de introductie van de standaard hebben glasvezelfabrikanten hun productieprocessen aanzienlijk verbeterd en kunnen ze kabels maken die 10 GbE tot 550 meter ondersteunen. Laser Optimized Multimode Fiber (LOMMF) is ontworpen voor gebruik met 850 nm VCSEL's en wordt veel gebruikt in MM SFP-transceivers, waaronder SPT-P851G-S5D, SPT-P854G-S3xD en andere.

De migratie naar LOMMF/OM3 heeft al plaatsgevonden terwijl gebruikers upgraden naar snellere netwerken. LED's hebben een maximale modulatiesnelheid van 622 Mbit/s omdat ze niet snel genoeg kunnen worden in- en uitgeschakeld om toepassingen met hogere bandbreedte te ondersteunen. VCSEL's zijn in staat tot modulatie van meer dan 10 Gbit/s en worden in veel hogesnelheidsnetwerken gebruikt.

Variaties in de VCSEL-stroomverdeling en vezeluniformiteit kunnen modale spreiding veroorzaken, die kan worden gemeten door differentiële modale vertraging (DMD). Modale spreiding is een effect dat wordt veroorzaakt door de verschillende snelheden van individuele modi in een lichtpuls. Het netto-effect is dat de lichtpulsen uit elkaar gaan of een afstand afleggen die het voor de ontvanger moeilijk maakt om de individuele 1s en 0s te identificeren (dit wordt intersymboolinterferentie genoemd). Hoe groter de lengte, hoe groter de modale spreiding. Om modale dispersie tegen te gaan, wordt LOMMF zo vervaardigd dat veranderingen in de vezel worden geëlimineerd die de snelheid waarmee lichtpulsen zich voortplanten kunnen beïnvloeden. Het brekingsindexprofiel is verbeterd om VCSEL-transmissie mogelijk te maken en pulsspreiding te voorkomen. Als gevolg hiervan kan glasvezel de signaalintegriteit over langere afstanden behouden, waardoor de bandbreedte wordt gemaximaliseerd.

Multimode glasvezelconnectortypen

De typen multi-mode glasvezelconnectoren die op de markt circuleren, zijn onder meer ST, SC, FC, LC, MU, E2000, MTRJ, SMA, DIN en MTP&MPO. De meest gebruikte typen glasvezelconnectoren zijn ST, SC, FC en LC. Elk heeft zijn eigen sterke, zwakke punten en capaciteiten. Wat zijn de verschillen en wat betekenen ze voor de implementatie? Deze tabel met veelgebruikte multimode glasvezelconnectoren schetst de voor- en nadelen.