1. Історіябагатомодове волокно
Багатомодове волокно є першим практичним волокном, його більший радіус серцевини та вища числова апертура в 1970-х роках зі світлодіодним джерелом світла сформували перше покоління оптоволоконних систем зв’язку, що застосовуються в міжміському та короткому зв’язку. З появою одномодового волокна багатомодове волокно згодом обмежується додатками малої відстані через низьку вартість загальної системи.
Оригінальне багатомодове волокно використовувало діаметр серцевини 50 мкм і відносну різницю показників заломлення 1%. Через дуже великий діаметр плями світлодіода розроблене багатомодове волокно не могло ефективно вловлювати енергію світлодіода, тому було розроблено багатомодове волокно 62,5 мкм. Багатомодове волокно 62,5 мкм має відносну різницю в показниках заломлення на 2%, і його числова апертура також збільшується. Більше світла від світлодіодів подається на багатомодове волокно. У середині 1990-х років був розроблений недорогий лазер VCSEL. Завдяки характеристикам малої світлової плями та числової апертури самого VCSEL, багатомодове волокно з діаметром серцевини 50 мкм із відносною різницею показників заломлення 1% було знову вилучено із застосування та широко використовується в короткочасних дистанційного оптоволоконного зв'язку дотепер.
2. Типова конструкція багатомодового волокна
Щоб отримати ідеальну дисперсію моди, розподіл показника заломлення традиційного багатомодового волокна має форму параболи або майже параболи. Для стійкого до вигину багатомодового волокна зазвичай прийнято конструкцію зовнішньої канавки.
3. Фактори, що впливають на пропускну здатністьбагатомодове волокно
Основними факторами, які впливають на пропускну здатність багатомодового волокна, є волокно та джерело світла.
Фактори оптичного волокна в основному включають дисперсію матеріалу та дисперсію мод.
Завдяки характеристикам самого багатомодового волокна, існує до 19 груп мод, які можуть передаватися в багатомодовому волокні, і дисперсія між модами може бути дуже великою, якщо не контролюється точно. Якщо використовується VCSEL, дисперсія моди зазвичай відображається на EMB ефективної смуги пропускання режиму; якщо використовується LED, він представлений OFL BW повної введеної смуги пропускання.
Ефективну смугу пропускання режиму та дисперсію матеріалу волокна можна отримати зі специфікації волокна виробника волокна. Ступінь впливу на смугу пропускання, смуга пропускання моди і дисперсія матеріалу не мають абсолютної величини, залежать від джерела світла. Загалом, світлодіодне джерело світла та дисперсія матеріалу є основними обмежуючими факторами пропускної здатності каналу. Для VCSEL пропускна здатність поточного режиму є основним обмежуючим фактором пропускної здатності каналу.
Коефіцієнти від джерела світла VCSEL можна віднести до його кільцевого потоку EF (Окружний потік). Визначення Encircled потоку VCSEL таке. Це інтеграл нормованої потужності світла вздовж радіуса серцевини, який представляє розподіл потужності світла між кожною модою в ядрі.
Розподіл його EF має бути в межах двох червоних прямокутників на малюнку нижче. Якщо EF перетинає червону рамку праворуч, пропускна здатність каналу значно зменшиться.
4. Багатомодове волокнооцінка пропускної здатності каналу
Дуже важливо оцінити пропускну здатність багатомодового волокна під час використання багатомодового волокна для розподілу по мережі, оскільки користувач не може перевірити всі лазери VCSEL і всі волокна по одному. Відповідно до параметрів специфікації багатомодового волокна та лазера VCSEL, оцінка пропускної здатності волоконного каналу корисна для реалізації розробленої пропускної здатності каналу.
5. Дилема багатомодового волокна
Через зростаючий попит на високу швидкість смуги пропускання багатомодове волокно може не задовольнити зростаючий попит на швидкість смуги пропускання в найближчі кілька років через свої особливості. Крім того, сам процес виробництва багатомодового волокна є складним, а його ціна висока, що в основному залежить від лазера VCSEL з низькою ціною. Якщо одномодові лазери VCSEL такої ж вартості стануть широко доступними протягом наступних кількох років, це може становити загрозу для існування багатомодового волокна.
Майбутнє багатомодового волокна має повною мірою використовувати його багатомодові характеристики для розширення діапазону застосування. Якщо це вдасться подолати в майбутньому, можливо, історія розгорнеться по спіралівід багатомодового до одномодовогоі назад до універсального застосування багаторежимності.
