1. Storia difibra multimodale
La fibra multimodale è la prima fibra pratica, il suo raggio centrale più ampio e l'apertura numerica più elevata negli anni '70 con la sorgente luminosa a LED hanno formato la prima generazione di sistemi di comunicazione in fibra ottica, applicati nella comunicazione a lunga e breve distanza. Con l'avvento della fibra monomodale, la fibra multimodale è successivamente limitata ad applicazioni a corto raggio a causa del basso costo del sistema complessivo.
La fibra multimodale originale utilizzava un diametro del nucleo di 50um e una differenza dell'indice di rifrazione relativa dell'1%. A causa del diametro molto ampio dello spot del LED, la fibra multimodale progettata non è riuscita a catturare efficacemente l'energia luminosa del LED, quindi è stata sviluppata la fibra multimodale da 62,5um. La fibra multimodale da 62,5um ha una differenza di indice di rifrazione relativa del 2% e aumenta anche la sua apertura numerica. Più luce proveniente dai LED viene accoppiata alla fibra multimodale. A metà degli anni '90 è stato sviluppato il laser VCSEL a basso costo. A causa delle caratteristiche del piccolo punto luminoso e dell'apertura numerica del VCSEL stesso, la fibra multimodale con un diametro del nucleo di 50um con una differenza dell'indice di rifrazione relativo dell'1% è stata ritirata nuovamente nell'applicazione ed è stata ampiamente utilizzata in breve tempo. comunicazione a distanza in fibra ottica fino ad oggi.
2. Design tipico della fibra multimodale
Per ottenere la dispersione modale ideale, la distribuzione dell'indice di rifrazione della fibra multimodale convenzionale adotta la forma di parabola o quasi parabola. Per la fibra multimodale resistente alla flessione, viene generalmente adottato il design della scanalatura esterna.
3. Fattori che influenzano la larghezza di banda difibra multimodale
I principali fattori che influenzano la larghezza di banda della fibra multimodale sono la fibra e la sorgente luminosa.
I fattori della fibra ottica includono principalmente la dispersione del materiale e la dispersione della modalità.
A causa delle caratteristiche della fibra multimodale stessa, ci sono fino a 19 gruppi di modalità che possono essere trasmessi nella fibra multimodale e la dispersione tra le modalità può essere molto ampia se non controllata con precisione. Se si utilizza VCSEL, la dispersione della modalità è generalmente riflessa dall'EMB della larghezza di banda della modalità effettiva; se viene utilizzato il LED, è rappresentato da OFL BW dell'intera larghezza di banda iniettata.
La larghezza di banda della modalità effettiva e la dispersione del materiale della fibra possono essere ottenute dalle specifiche della fibra del produttore della fibra. Il grado di influenza sulla larghezza di banda, la larghezza di banda della modalità e la dispersione del materiale non hanno dimensioni assolute, dipendono dalla sorgente luminosa. In generale, la sorgente luminosa LED e la dispersione del materiale rappresentano i principali fattori limitanti della larghezza di banda del collegamento. Per VCSEL, la larghezza di banda della modalità corrente è il principale fattore limitante della larghezza di banda del collegamento.
I fattori della sorgente luminosa VCSEL possono essere riferiti al suo flusso anulare EF (flusso circondato). La definizione del flusso Encircled di VCSEL è la seguente. È l'integrale della potenza luminosa normalizzata lungo il raggio del nucleo, che rappresenta la distribuzione della potenza luminosa tra ciascuna modalità nel nucleo.
La distribuzione del suo EF dovrebbe essere all'interno delle due caselle rosse nella figura seguente. Se l'EF attraversa la casella rossa a destra, la larghezza di banda del collegamento diminuirà in modo significativo.
4. Fibra multimodalevalutazione della larghezza di banda del collegamento
È molto importante valutare la larghezza di banda del collegamento della fibra multimodale quando si utilizza la fibra multimodale per la distribuzione in rete, poiché l'utente non può testare tutti i laser VCSEL e tutte le fibre uno per uno. In base ai parametri delle specifiche della fibra multimodale e del laser VCSEL, la valutazione della larghezza di banda del collegamento in fibra è utile per realizzare la larghezza di banda del collegamento progettata.
5. Dilemma della fibra multimodale
Con la crescente domanda di velocità di larghezza di banda elevata, la fibra multimodale potrebbe non essere in grado di soddisfare la crescente domanda di velocità di larghezza di banda nei prossimi anni a causa delle sue caratteristiche. Inoltre, lo stesso processo di produzione della fibra multimodale è complesso e il suo prezzo è elevato e si basa principalmente sul laser VCSEL a basso prezzo. Se i laser VCSEL monomodali dello stesso costo diventeranno ampiamente disponibili nei prossimi anni, ciò potrebbe rappresentare una minaccia per l’esistenza della fibra multimodale.
Il futuro della fibra multimodale dovrebbe sfruttare appieno le sue caratteristiche multimodali per espandere la gamma di applicazioni. Se questo potrà essere superato in futuro, forse la storia ne uscirà a spiraleda multimodale a monomodalee ritorno all'applicazione universale della modalità multipla.
