1. História multimódového vlákna
Multimódové vlákno je prvé praktické vlákno, ktorého väčší polomer jadra a vyššia numerická clona v 70. rokoch 20. storočia so zdrojom svetla LED tvorili prvú generáciu komunikačného systému s optickými vláknami, ktorý sa používa v komunikácii na dlhé a krátke vzdialenosti. S príchodom vlákien s jedným režimom je vlákno s viacerými režimami následne obmedzené na aplikácie s krátkym dosahom kvôli nízkym nákladom na jeho celkový systém.
Pôvodné multimódové vlákno používalo priemer jadra 50 um a relatívny rozdiel indexu lomu 1%. Vzhľadom na veľmi veľký priemer bodu LED nemohlo navrhnuté multimódové vlákno efektívne zachytiť svetelnú energiu LED, preto bolo vyvinuté multimódové vlákno 62,5 um. Multimódové vlákno 62,5 um má rozdiel relatívneho indexu lomu 2% a zvyšuje sa aj jeho číselná clona. Viac svetla z LED je spojené s multimódovým vláknom. V polovici 90. rokov bol vyvinutý lacný laser VCSEL. Kvôli vlastnostiam malého svetelného bodu a numerickej apertúre samotného VCSEL bolo multimódové vlákno s priemerom jadra 50 um s rozdielom indexu lomu 1% opätovne stiahnuté späť do aplikácie a bolo v krátkych časoch široko používané diaľková komunikácia optickým vláknom doteraz.
2. Typický dizajn multimódového vlákna
Na získanie ideálnej disperzie má distribúcia indexu lomu konvenčných multimódových vlákien tvar paraboly alebo blízkej paraboly. Pre multimódové vlákno odolné voči ohybu sa všeobecne používa dizajn vonkajšej drážky.
3. Faktory ovplyvňujúce šírku pásma multimódového vlákna
Hlavnými faktormi, ktoré ovplyvňujú šírku pásma multimódového vlákna, sú vlákno a svetelný zdroj. Faktory optického vlákna zahŕňajú hlavne disperziu materiálu a módovú disperziu.
Kvôli vlastnostiam samotného multimódového vlákna existuje až 19 skupín režimov, ktoré možno prenášať v multimódovom vlákne, a rozptyl medzi režimami môže byť veľmi veľký, ak nie je presne riadený. Ak sa použije VCSEL, disperzia režimu sa všeobecne odráža na EMB šírky pásma efektívneho režimu; ak sa použije LED, predstavuje ju OFL BW s plnou injektovanou šírkou pásma.
Účinnú šírku pásma a materiálovú disperziu vlákna je možné získať zo špecifikácie vlákna výrobcu vlákna. Stupeň vplyvu na šírku pásma, režimová šírka pásma a disperzia materiálu nemajú absolútnu veľkosť, závisí od zdroja svetla. Všeobecne možno povedať, že svetelný zdroj LED a rozptyl materiálu sú hlavnými limitujúcimi faktormi šírky pásma spojenia. Pre VCSEL je aktuálna šírka pásma hlavným obmedzujúcim faktorom šírky pásma spojenia.
Faktory zo svetelného zdroja VCSEL možno odkazovať na jeho kruhový tok EF (obklopený tok). Definícia obklopeného toku VCSEL&# 39 je nasledovná. Je to integrál normalizovaného svetelného výkonu pozdĺž polomeru jadra, čo predstavuje distribúciu svetelného výkonu medzi jednotlivými režimami v jadre.
Distribúcia jeho EF by mala byť v dvoch červených rámčekoch na obrázku nižšie. Ak EF prekročí červené pole vpravo, šírka pásma spojenia sa výrazne zníži.
4. Vyhodnocovanie šírky pásma viacrežimového optického spojenia
Pri použití multimódového vlákna na sieťovú distribúciu je veľmi dôležité vyhodnotiť šírku pásma spojenia viacrežimového vlákna, pretože používateľ nemôže testovať všetky lasery VCSEL a všetky vlákna jeden po druhom. Podľa parametrov špecifikácie multimódového vlákna a VCSEL lasera je vyhodnotenie šírky pásma vláknového spojenia užitočné na realizáciu navrhnutej šírky pásma spojenia.
5. Multimódová vláknová dilema
S rastúcim dopytom po vysokej šírke pásma nemusí byť multimódové vlákno schopné v nasledujúcich niekoľkých rokoch uspokojiť rastúci dopyt po šírke pásma kvôli svojim vlastným vlastnostiam. Samotný výrobný proces multimódového vlákna je navyše zložitý a jeho cena je vysoká, ktorá sa spolieha hlavne na laser VCSEL s nízkou cenou. Ak sa v najbližších niekoľkých rokoch stanú široko dostupnými lasery VCSEL s rovnakým režimom a rovnakými nákladmi, môže to predstavovať hrozbu pre existenciu multimódového vlákna.
Budúcnosť viacrežimového vlákna by mala na rozšírenie rozsahu aplikácií plne využiť jeho viacrežimové charakteristiky. Ak sa to v budúcnosti podarí prekonať, možno sa história bude krútiť od viacrežimového režimu k jednonásobnému a späť k univerzálnemu použitiu viacrežimového režimu.
