Derzeit ist die Modenbandbreite von 850-nm-Multimode-Fasern die höchste inOM4-Faser, das eine 100-Meter-Übertragung eines 100-G-Systems unterstützen kann. Wenn die Modenbandbreite weiter erhöht wird, muss die Brechungsindexverteilung sorgfältiger gesteuert werden, was höhere Anforderungen an den Produktionsprozess stellt und große Auswirkungen auf die Produktausbeute hat. Andererseits wird die Gesamtbandbreite des Systems durch die Bandbreite des Fasermodus und die Faserdispersion begrenzt. Aufgrund des Einflusses der Leitungsbreite aktueller VCSEL wird die Multimode-Faserdispersion zum wichtigsten begrenzenden Faktor, der sich auf Geschwindigkeit und Verbindungsentfernung auswirkt. Wenn Sie die Übertragungsrate oder die Übertragungsentfernung des Systems erhöhen möchten, können Sie normalerweise zwei Methoden verwenden: die Verwendung von Singlemode-Fasern und Singlemode-Lasern. Oder die Multimode-Faser wird immer noch verwendet, aber ein Laser mit schmalerer Linienbreite wird verwendet, um den Einfallsmodus der Multimode-Faser zu begrenzen. Die Nachteile dieser beiden Methoden bestehen darin, dass teurere Laser erforderlich sind und der Faserkopplungsprozess eine höhere Ausrichtungsgenauigkeit erfordert, was zu höheren Kosten und Verbindungskosten des optischen Moduls führt. Daher muss die Multimode-Glasfasertechnologie verbessert werden, um eine höhere Kapazität und eine Übertragung über größere Entfernungen zu erreichen. Die Forschung zu neuen Multimode-Fasern konzentriert sich hauptsächlich auf die folgenden Richtungen.
1. Langwellen-Multimode-Faser
Langwellenoptimierte Multimode-Fasern mit hoher Bandbreite (980 nm/1060 nm oder 1310 nm) in Kombination mit einer Lichtquelle (z. B. Langwellen-VCSEL) sind ein praktikables Schema zur Realisierung von Langstrecken- und Hochgeschwindigkeitsübertragungen. Das Langwellen-Multimode-Fasersystem behält die Vorteile des geringen Kopplungsverlusts und der einfachen Ausrichtung herkömmlicher 850-nm-Multimode-Fasern bei und die Dispersions- und Dämpfungswerte der Faser sind niedriger. Durch die Arbeit im Langwellenbereich mit geringem Verlust und geringer Dispersion kann ein Multimode-Glasfasersystem eine höhere Rate und eine längere Übertragungsentfernung erzielen. In den letzten Jahren hat eine Reihe experimenteller Ergebnisse auch die Schlussfolgerung bewiesen: die Kombination von 1310 nm und 1310 nm von Multimode-Fasersilizium Optikmodul, realisiert die Übertragungsentfernung von mehr als 820 nm, 1060 nm Multimode-Glasfaser mit 1060 nm VCSEL-Laserkombination hat die Übertragung von mehr als 500 m realisiert (Experiment oben ist 100G-Rate).
2. Breitband-Multimode-Glasfaser
Basierend auf dem Standard von40G/100GDie von ieee802.3ba formulierte Übertragungsrate von 40G Multimode-Glasfaser beträgt 4*10Gbit/s=40Gbit/s für jedes Glasfaserpaar, 4*10Gbit/s=40Gbit/s für jedes Glasfaserpaar und 4*25 Gbit/s =100G für jedes Glasfaserpaar, 4*25 Gbit/s=100G für jedes Glasfaserpaar. Die Übertragungsrate von 400G-Modulen erfordert 16 Paare von 32-adrigen Glasfasern, was viele Glasfaserressourcen beansprucht. Die Branche sucht nach Möglichkeiten, Multiwellenlängen-Multiplexing zu nutzen, um die Menge der verwendeten Glasfasern zu reduzieren.
Es gibt zwei Arten von Multiwellenlängen-Multiplexprodukten auf dem Markt. Eine davon ist die BIDI-Technologie (Bidirektion), wie in der folgenden Abbildung dargestellt (am Beispiel von 40G). Das optische Modul verfügt über zwei bidirektionale Kanäle mit 20 Gbit/s, und jede Faser kann senden und empfangen (die Multimode-Faser unterstützt Wellenlängen von 850 nm und 900 nm). Schließlich wird die 40G-Übertragung über zwei Fasern realisiert, und es ist keine zusätzliche Installation eines MPT-Steckers erforderlich. Es ist zu beachten, dass Portverzweigung nicht unterstützt wird, da jede Faser im BIDI-Transceiver sowohl Signale sendet als auch empfängt. Eine weitere Technik ist Short Wavelength Division Multiplexing (SWDM). Ähnlich wie BIDI benötigt SWDM nur eine zweiadrige LC-Duplex-Verbindung, SWDM muss jedoch bei vier verschiedenen Wellenlängen zwischen 850 nm und 940 nm arbeiten, mit einer Faser für die Signalübertragung und der anderen für den Signalempfang.
Die Bandbreite herkömmlicher OM3/OM4-Fasern ist im Allgemeinen nur für 850 nm optimiert. Um den Arbeitsmodus des optischen SWDM-Moduls zu unterstützen, muss die Leistung der Faser bei 940 nm quantifiziert werden. Daher hat der Verband der Telekommunikationsindustrie (TIA) im Jahr 2014 eine Arbeitsgruppe gegründet, die Richtlinien für Breitband-Multimode-Glasfaserkabel (WB MMF) zur Unterstützung der SWDM-Übertragung entwickeln soll. Der WB MMF tia-492aaae-Standard wurde im Juni 2016 veröffentlicht. Breitband-Multimode-Faser ist eigentlich eine Art OM4-Faser mit erweiterter Leistung, da die Breitband-Multimode-Faser immer noch die Anforderungen von OM4-Faser EMB erfüllen muss Größer oder gleich bis 4700 MHz bei der Wellenlänge von 850 nm. Eine Bandbreite von km ist erforderlich, und EMB bei einer Wellenlänge von 953 nm ist erforderlich, um die Anforderung von größer oder gleich 2470 MHz*Km zu erfüllen. Im Oktober 2016 nannte die internationale Normungsorganisation Breitband-Multimode-Faser OM5-Faser.
BODI und SWDM können mit OM4-Fasern 150 m bzw. 350 m bei 40 G übertragen, und das 100G-Modul OM5 kann die Übertragung von 150 m mit optischen BIDI- und SWDM-Modulen unterstützen. Im Gegensatz dazu beträgt die Übertragungsentfernung von OM3 und OM4 70 m bzw. 100 m, aber diese Entfernung ist für die meisten Multi-Mode-Szenarios ausreichend. OM4 kann verschiedene optische Modullösungen von 40G bis 400G unterstützen (z. B. 100G SR4, 100GBiDi, 400gsr4.2, 400GSR8 usw.). In der Praxis sollte die Auswahl geeigneter Multimode-Fasern mit dem Anwendungsszenario kombiniert werden, z. B. die Notwendigkeit, das optische Modul SR4 / eSR4-Port-Zweig, OM5 und OM4 und eine konsistente Leistung zu verwenden, sodass OM4 kostengünstigere Lösungen und mehr bietet Bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von mehr als 100 g oder einer Übertragungsentfernung der Verbindung von mehr als 100 m kann die OM5/SWDM-Kombination den Vorteil des Langstreckentransports widerspiegeln.
