1. Geschichte vonMultimode-Faser
Multimode-Fasern sind die ersten praktischen Fasern, deren größerer Kernradius und höhere numerische Apertur in den 1970er Jahren mit LED-Lichtquellen die erste Generation optischer Faserkommunikationssysteme bildeten, die in der Fern- und Kurzstreckenkommunikation eingesetzt wurden. Mit dem Aufkommen von Singlemode-Fasern sind Multimode-Fasern aufgrund der geringen Kosten ihres Gesamtsystems später auf Anwendungen mit kurzer Reichweite beschränkt.
Die ursprüngliche Multimode-Faser hatte einen Kerndurchmesser von 50 µm und einen relativen Brechungsindexunterschied von 1 %. Aufgrund des sehr großen Spotdurchmessers von LEDs konnte die entworfene Multimode-Faser die LED-Lichtenergie nicht effektiv einfangen, weshalb die 62,5-um-Multimode-Faser entwickelt wurde. Die 62,5-um-Multimode-Faser weist einen relativen Brechungsindexunterschied von 2 % auf und ihre numerische Apertur nimmt ebenfalls zu. Mehr Licht von LED wird in die Multimode-Faser eingekoppelt. Mitte der 1990er Jahre wurde der kostengünstige VCSEL-Laser entwickelt. Aufgrund der Eigenschaften des kleinen Lichtflecks und der numerischen Apertur des VCSEL selbst wurde die Multimode-Faser mit einem Kerndurchmesser von 50 µm und einem relativen Brechungsindexunterschied von 1 % wieder in die Anwendung zurückgezogen und ist in kurzer Zeit weit verbreitet. Entfernungskommunikation über Glasfaser bisher.
2. Typisches Design einer Multimode-Faser
Um die ideale Modendispersion zu erreichen, nimmt die Brechungsindexverteilung herkömmlicher Multimode-Fasern die Form einer Parabel oder nahezu Parabel an. Für biegefeste Multimode-Fasern wird im Allgemeinen das Design mit externen Rillen verwendet.
3. Einflussfaktoren auf die Bandbreite vonMultimode-Faser
Die Hauptfaktoren, die die Bandbreite von Multimode-Fasern beeinflussen, sind Faser und Lichtquelle.
Zu den Faktoren optischer Fasern gehören hauptsächlich Materialdispersion und Modendispersion.
Aufgrund der Eigenschaften der Multimode-Faser selbst können in der Multimode-Faser bis zu 19 Modengruppen übertragen werden, und die Streuung zwischen den Moden kann sehr groß sein, wenn sie nicht präzise gesteuert wird. Wenn VCSEL verwendet wird, spiegelt sich die Modendispersion im Allgemeinen in der EMB der effektiven Modenbandbreite wider; Wenn LED verwendet wird, wird dies durch OFL BW der gesamten injizierten Bandbreite dargestellt.
Die effektive Modenbandbreite und Materialdispersion der Faser können der Faserspezifikation des Faserherstellers entnommen werden. Der Grad des Einflusses auf die Bandbreite, die Modenbandbreite und die Materialdispersion haben keine absolute Größe, sondern hängen von der Lichtquelle ab. Im Allgemeinen sind die LED-Lichtquelle und die Materialstreuung die wichtigsten limitierenden Faktoren für die Verbindungsbandbreite. Für VCSEL ist die aktuelle Modusbandbreite der Hauptbeschränkungsfaktor der Verbindungsbandbreite.
Faktoren der Lichtquelle VCSEL können auf ihren Ringfluss EF (Encircled Flux) bezogen werden. Die Definition des Encircled Flux von VCSEL lautet wie folgt. Es handelt sich um das Integral der normalisierten Lichtleistung entlang des Kernradius, das die Verteilung der Lichtleistung zwischen den einzelnen Moden im Kern darstellt.
Die Verteilung seines EF sollte innerhalb der beiden roten Kästchen in der Abbildung unten liegen. Wenn der EF das rote Kästchen rechts überschreitet, verringert sich die Verbindungsbandbreite erheblich.
4. Multimode-FaserBewertung der Verbindungsbandbreite
Es ist sehr wichtig, die Verbindungsbandbreite von Multimode-Fasern zu bewerten, wenn Multimode-Fasern für die Netzwerkverteilung verwendet werden, da der Benutzer nicht alle VCSEL-Laser und alle Fasern einzeln testen kann. Gemäß den Spezifikationsparametern von Multimode-Fasern und VCSEL-Lasern ist die Bewertung der Glasfaserverbindungsbandbreite hilfreich, um die geplante Verbindungsbandbreite zu realisieren.
5. Multimode-Faser-Dilemma
Angesichts der steigenden Nachfrage nach hohen Bandbreitenraten kann es sein, dass Multimode-Glasfaser aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften in den nächsten Jahren nicht in der Lage sein wird, den steigenden Bedarf an Bandbreitenraten zu decken. Darüber hinaus ist der Herstellungsprozess der Multimode-Faser selbst komplex und der Preis hoch, was hauptsächlich auf den niedrigen Preis des VCSEL-Lasers zurückzuführen ist. Wenn in den nächsten Jahren Singlemode-VCSEL-Laser mit denselben Kosten allgemein verfügbar werden, könnte dies eine Bedrohung für die Existenz von Multimode-Fasern darstellen.
Die Zukunft der Multimode-Faser sollte ihre Multimode-Eigenschaften voll ausnutzen, um den Anwendungsbereich zu erweitern. Wenn dies in Zukunft überwunden werden kann, wird sich die Geschichte vielleicht von selbst drehenMultimode bis Singlemodeund zurück zur universellen Anwendung von Multimode.
