Multimodus optisk fiber - Multi-mode optical fiber
Multimodus optisk fiber er en type optisk fiber som for det meste brukes til kommunikasjon over korte avstander, for eksempel i en bygning eller på et campus. Flermodus lenker kan brukes for datahastigheter på opptil 100 Gbit/s. Multimodusfiber har en ganske stor kjernediameter som gjør det mulig å spre flere lysmoduser og begrenser maksimal lengde på en overføringslenke på grunn av modal spredning . Standarden G.651.1 definerer de mest brukte formene for multi-mode optisk fiber.
applikasjoner
Utstyret som brukes til kommunikasjon over multimodus optisk fiber er rimeligere enn det for enkeltmodus optisk fiber . Typiske overføringshastigheter og avstandsgrenser er 100 Mbit/s for avstander opptil 2 km ( 100BASE-FX ), 1 Gbit/s opptil 1000 m og 10 Gbit/s opptil 550 m.
På grunn av sin høye kapasitet og pålitelighet, brukes multimodus optisk fiber vanligvis til ryggradsprogrammer i bygninger. Et økende antall brukere tar fordelene med fiber nærmere brukeren ved å kjøre fiber til skrivebordet eller sonen. Standarder som samsvarer med arkitekturer som sentralisert kabling og fiber til telekabinettet, gir brukerne muligheten til å utnytte fiberens avstandsmuligheter ved å sentralisere elektronikk i telerom, i stedet for å ha aktiv elektronikk i hver etasje.
Multimodusfiber brukes til å transportere lyssignaler til og fra miniatyrfiberoptisk spektroskopiutstyr (spektrometere, kilder og prøvetakingstilbehør) og var medvirkende til utviklingen av det første bærbare spektrometeret.
Multimodusfiber brukes også når høye optiske krefter skal bæres gjennom en optisk fiber, for eksempel ved lasersveising .
Sammenligning med single-mode fiber
Hovedforskjellen mellom multi-mode og single-mode optisk fiber er at førstnevnte har mye større kjernediameter, vanligvis 50–100 mikrometer; mye større enn bølgelengden til lyset som bæres i det. På grunn av den store kjernen og muligheten for stor numerisk blenderåpning , har multi-mode fiber høyere "lyssamling" -kapasitet enn single-mode fiber. Rent praktisk forenkler den større kjernestørrelsen tilkoblinger og tillater også bruk av billigere elektronikk som lysemitterende dioder (LEDer) og overflateemitterende lasere (VCSEL) med vertikal hulrom som opererer ved 850 nm og 1300 nm bølgelengde (single-mode fibre som brukes i telekommunikasjon opererer vanligvis ved 1310 eller 1550 nm). Imidlertid, sammenlignet med single-mode fibre, er multi-mode fiber båndbredde-avstand produktgrense lavere. Fordi multi-mode fiber har en større kjernestørrelse enn single-mode fiber, støtter den mer enn én formeringsmodus ; Derfor er den begrenset av modal spredning , mens enkeltmodus ikke er det.
LED-lyskildene som noen ganger brukes med multimodusfiber, produserer en rekke bølgelengder, og disse forplanter seg hver med forskjellige hastigheter. Denne kromatiske spredningen er en annen grense for den nyttige lengden for multimodus fiberoptisk kabel. I kontrast produserer laserne som brukes til å drive single-mode fibre koherent lys med en enkelt bølgelengde. På grunn av den modale spredningen har multi-mode fiber høyere puls-spredningshastigheter enn single-mode fiber, noe som begrenser multi-mode fiberens overføringskapasitet.
Enkeltmodusfibre brukes ofte i vitenskapelig forskning med høy presisjon fordi begrensning av lyset til bare en forplantningsmodus gjør at det kan fokuseres til et intenst, diffraksjonsbegrenset sted.
Jacket farge er noen ganger brukt til å skille multi-mode kabler fra enkeltmodus seg. Standarden TIA-598C anbefaler, for ikke-militære bruksområder, bruk av en gul jakke for enkeltmodusfiber og oransje eller aqua for multimodusfiber, avhengig av type. Noen leverandører bruker fiolett for å skille kommunikasjonsfiber med høyere ytelse fra andre typer.
Typer
Multimodusfibre er beskrevet med kjerne- og kledningsdiametere . Dermed har 62,5/125 um multimodusfiber en kjernestørrelse på 62,5 mikrometer (mikrometer) og en kledningsdiameter på 125 mikrometer. Overgangen mellom kjernen og kledningen kan være skarp, som kalles en trinnindeksprofil , eller en gradvis overgang, som kalles en gradert indeksprofil . De to typene har forskjellige spredningskarakteristika og dermed forskjellig effektiv forplantningsavstand. Multimodusfibre kan konstrueres med enten gradert eller trinnindeks profil .
I tillegg er multimodusfibre beskrevet ved hjelp av et klassifiseringssystem bestemt av ISO 11801- standarden-OM1, OM2 og OM3-som er basert på den modale båndbredden til multimodusfiberen. OM4 (definert i TIA-492-AAAD) ble ferdigstilt i august 2009, og ble publisert innen utgangen av 2009 av TIA . OM4 -kabelen støtter 125m lenker ved 40 og 100 Gbit/s. Bokstavene "OM" står for optisk multimodus .
I mange år ble 62,5/125 μm (OM1) og konvensjonell 50/125 μm multi-mode fiber (OM2) utbredt i lokalapplikasjoner. Disse fibrene støtter enkelt applikasjoner som spenner fra Ethernet (10 Mbit/s) til gigabit Ethernet (1 Gbit/s) og var på grunn av deres relativt store kjernestørrelse ideelle for bruk med LED -sendere. Nyere distribusjoner bruker ofte laseroptimalisert 50/125 μm multi-mode fiber (OM3). Fibre som oppfyller denne betegnelsen gir tilstrekkelig båndbredde til å støtte 10 Gigabit Ethernet opptil 300 meter. Optiske fiberprodusenter har sterkt forbedret produksjonsprosessen siden den standarden ble utstedt, og det kan lages kabler som støtter 10 GbE opptil 400 meter. Laseroptimalisert multi-mode fiber (LOMMF) er designet for bruk med 850 nm VCSEL.
Eldre FDDI-klasse, OM1 og OM2 fiber kan brukes for 10 Gigabit ethernet gjennom 10GBASE-LRM. Dette krever imidlertid at SFP+ -grensesnittet støtter elektronisk spredningskompensasjon (EDC), så ikke alle brytere, rutere og annet utstyr kan bruke disse SFP+ -modulene.
Migreringen til LOMMF/OM3 har skjedd da brukerne oppgraderer til nettverk med høyere hastighet. Lysdioder har en maksimal modulasjonshastighet på 622 Mbit/s fordi de ikke kan slås på/av raskt nok til å støtte applikasjoner med høyere båndbredde. VCSEL -er kan modulere over 10 Gbit/s og brukes i mange høyhastighetsnettverk.
Noen 200 og 400 Gigabit Ethernet-hastigheter (f.eks. 400GBASE-SR4.2 ) bruker bølgelengde-divisjonsmultiplexering (WDM) selv for multimodusfiber som ligger utenfor spesifikasjonen for OM4 og lavere. I 2017 ble OM5 standardisert av TIA og ISO for WDM MMF, og spesifiserte ikke bare en minimum modal båndbredde for 850 nm, men en kurve som spenner fra 850 til 953 nm.
Kabler kan noen ganger skilles med jakkefarge: for 62,5/125 μm (OM1) og 50/125 μm (OM2) anbefales oransje jakker, mens aqua anbefales for 50/125 μm "laseroptimalisert" OM3- og OM4 -fiber. Noen fiberleverandører bruker fiolett for "OM4+". OM5 er offisielt farget limegrønn .
VCSEL -effektprofiler, sammen med variasjoner i fiberuniformitet, kan forårsake modal spredning som måles ved differensial modalforsinkelse (DMD). Modal spredning skyldes de forskjellige hastighetene til de enkelte modusene i en lyspuls. Nettoeffekten får lyspulsen til å spre seg over avstand, og introduserer intersymbolinterferens . Jo større lengde, jo større modal spredning. For å bekjempe modal spredning, er LOMMF produsert på en måte som eliminerer variasjoner i fiberen som kan påvirke hastigheten som en lyspuls kan bevege seg. Den brytningsindeksprofilen er forbedret for VCSEL transmisjon og for å hindre pulsspredning. Som et resultat opprettholder fibrene signalintegritet over lengre avstander, og maksimerer dermed båndbredden.
Sammenligning
| Kategori | Minimum modal båndbredde 850 /953 /1300 nm |
Rask Ethernet 100BASE-FX | 1 Gb (1000 Mb) Ethernet 1000BASE-SX | 1 Gb (1000 Mb) Ethernet 1000BASE-LX | 10 Gb Ethernet 10 GBASE-SR | 10 Gb Ethernet 10 GBASE-LRM (krever EDC) | 25 Gb Ethernet 25 GBASE-SR |
40 Gb Ethernet
40GBASE-SWDM4 |
40 Gb Ethernet 40 GBASE-SR4 | 100 Gb Ethernet 100 GBASE-SR10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FDDI (62,5/125) | 160 / - / 500 MHz · km | 2000 moh | 220 moh | 550 m ( patchkabel for moduskondisjonering nødvendig) | 26 moh | 220 moh | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet |
| OM1 (62,5/125) | 200 / - / 500 MHz · km | 275 moh | 33 moh | 220 moh | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet | ||
| OM2 (50/125) | 500 / - / 500 MHz · km | 550 m | 82 moh | 220 moh | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet | Ikke støttet | ||
| OM3 (50/125) *Laseroptimalisert * | 1500 / - / 500 MHz · km | 550 m (ingen modus-kondisjonerende patchledning skal brukes) | 300 moh | 220 moh | 70 moh | 240m
Duplex LC |
100 m
(330 m QSFP+ eSR4) |
100 m | ||
| OM4 (50/125) *Laseroptimalisert * | 3500 / - / 500 MHz · km | 400 m | > 220 moh | 100 m | 350m
Duplex LC |
150 moh
(550 m QSFP+ eSR4) |
150 moh | |||
| OM5 (50/125) "Wideband multi-mode" for kortbølget WDM | 3500 /1850 /500 MHz · km | > 220 moh | 100 m |
Omringet fluks
IEC 61280-4-1 (nå TIA-526-14-B) standarden definerer omringet flux som spesifiserer testlys injeksjonsstørrelser (for forskjellige fiberdiametre) for å sikre at fiberkjernen ikke er overfylt eller underfylt for å tillate mer reproduserbare (og mindre variable) målinger av lenketap.
Se også
Referanser
- ^ Telekommunikasjonsindustriforening. "Multimode Fiber for Enterprise Networks" . Arkivert fra originalen 4. juni 2009 . Hentet 4. juni 2008 .
-
^ a b c d e f g Furukawa Electric Nord -Amerika. "OM4 - Neste generasjon multimodefiber" (PDF) . Arkivert fra originalen (pdf) 22. april 2014 . Hentet 16. mai 2012 . Cite journal krever
|journal=( hjelp ) - ^ ARC Electronics (1. oktober 2007). "Opplæring i fiberoptisk kabel" . Arkivert fra originalen 23. oktober 2018 . Hentet 4. mars 2015 .
- ^ a b "Fargekoder for fiberoptisk kabel" . Tekniske emner . Fiber Optic Association . Hentet 17. september 2009 .
- ^ Crawford, Dwayne (11. september 2013). "Hvem er Erika Violet og hva gjør hun i datasenteret mitt?" . Tekniske emner . Belden . Hentet 12. februar 2014 .
- ^ British FibreOptic Industry Association. "Optiske fibre forklart" (PDF) . Hentet 9. april 2011 .
- ^ "Oversikt over fiberoptikk" . Hentet 23. november 2012 .
- ^ "Møterapport #14" (PDF) . Telekommunikasjonsindustriforeningen.
- ^ Kish, Paul (1. januar 2010). "Neste generasjon fiber kommer" . # Kabling nettverkssystemer . Forretningsinformasjonsgruppe.
- ^ IEEE 802.3 punkt 150
- ^ a b c Hewlett-Packard Development Company, LP (2007). "100BASE-FX Technical Brief" (PDF) . Arkivert fra originalen (pdf) 9. oktober 2012 . Hentet 20. november 2012 .
- ^ a b IEEE 802.3-2012 Klausul 38.3
- ^ IEEE 802.3 38.4 PMD til MDI optiske spesifikasjoner for 1000BASE-LX
- ^ a b Cisco Systems, Inc (2009). "Installasjonsnotat for Cisco Mode-Conditioning Patch Cord" . Hentet 20. februar 2015 .
- ^ Som med alle multimodus fiberforbindelser, bør MMF-segmentet i patchledningen samsvare med fibertypen i kabelanlegget (punkt 38.11.4).
- ^ "Cisco 10GBASE X2 Modules Datablad" . Cisco . Hentet 23. juni 2015 .
- ^ "Hva er en 10GBASE-LRM-mottaker og hvorfor trenger jeg den?" . CBO GmbH . Hentet 3. desember 2019 .
- ^ a b "40GE SWDM4 QSFP+ optisk sender / mottaker | Finisar Corporation" . www.finisar.com . Hentet 6. februar 2018 .
- ^ a b "40G Extended Reach with Corning Cable Systems OM3/OM4 Connectivity with Avago 40G QSFP+ eSR4 Transceiver" (pdf) . Corning. 2013 . Hentet 14. august 2013 .
- ^ "IEEE 802.3" . Hentet 31. oktober 2014 .
- ^ "TIA oppdaterer datasenter kablingsstandard for å holde tempoet med raske teknologiske fremskritt" . TIA. 9. august 2017 . Hentet 27. august 2018 .
- ^ Goldstein, Seymour. "Omringet fluss forbedrer målinger av tap av testutstyr" . Kabling Installasjon og vedlikehold . Hentet 1. juni 2017 .
- Force, Inc. (14. april 2005). "Typer optisk fiber" . Arkivert fra originalen 12. oktober 2007 . Hentet 17. april 2008 .
- Hayes, Jim; Karen Hayes (22. mars 2008). "Lennie Lightwave's Guide to Fiber Optics" . Hentet 4. juni 2008 .
- Internasjonalt ingeniørkonsortium. "Fiberoptisk teknologi" . Arkivert fra originalen 13. februar 2009 . Hentet 4. juni 2008 .
- Telekommunikasjonsindustriforeningen. "Multimode Fiber for Enterprise Networks" . Arkivert fra originalen 4. juni 2009 . Hentet 4. juni 2008 .
-
Telekommunikasjonsindustriforeningen (september 2008). "Velge riktig multimodefiber for datakommunikasjon" (PDF) . Arkivert fra originalen (pdf) 6. januar 2009 . Hentet 17. november 2008 . Cite journal krever
|journal=( hjelp ) - Hewlett-Packard Development Company, LP (2007). "100BASE-FX Technical Brief" (PDF) . Arkivert fra originalen (pdf) 9. oktober 2012 . Hentet 20. november 2012 .
