1. Historie af multi-mode fiber
Multi-mode fiber er den første praktiske fiber, dens større kerneradius og højere numeriske blænde i 1970'erne med LED-lyskilde dannede den første generation af optisk fiberkommunikationssystem, anvendt i langdistance- og kortdistancekommunikation. Med fremkomsten af single-mode fiber er multi-mode fiber efterfølgende begrænset til applikationer med kort rækkevidde på grund af de lave omkostninger ved dets samlede system.
Den originale multimode fiber anvendte en kernediameter på 50um og en relativ brydningsindeksforskel på 1%. På grund af den meget store spotdiameter af LED kunne den designede multi-mode fiber ikke effektivt fange LED-lysenergien, så 62.5um multi-mode fiber blev udviklet. Multifunktionsfiberen på 62,5 um har en 2% relativ brydningsindeksforskel, og dens numeriske blænde øges også. Mere lys fra LED er koblet til multi-mode fiber. I midten af 1990'erne blev den billige VCSEL-laser udviklet. På grund af egenskaberne ved lille lysplet og den numeriske blænde i selve VCSEL blev multi-mode fiberen med en kernediameter på 50um med 1% relativ brydningsindeksforskel trukket tilbage til applikationen igen og har været meget udbredt i korte træk afstand optisk fiber kommunikation indtil nu.
2. Typisk design af multi-mode fiber
For at opnå den ideelle funktionsdispersion antager brydningsindeksfordelingen af konventionel multimode fiber form af parabel eller næsten parabel. Til bøjningsresistent multimode fiber anvendes det udvendige notdesign generelt.
3. Faktorer, der påvirker båndbredden af multimode fiber
De vigtigste faktorer, der påvirker båndbredden for multimode fiber er fiber og lyskilde. Faktorerne for optisk fiber inkluderer hovedsageligt materialedispersion og mode-dispersion.
På grund af selve multimode-fiberens egenskaber er der op til 19 modegrupper, der kan transmitteres i multimode-fiberen, og spredningen mellem tilstande kan være meget stor, hvis ikke nøjagtigt kontrolleret. Hvis VCSEL anvendes, reflekteres tilstandsdispersion generelt af EMB med effektiv tilstandsbåndbredde; hvis LED bruges, er det repræsenteret af OFL BW med fuld injiceret båndbredde.
Den effektive måde båndbredde og materialedispersion af fiberen kan opnås fra fiberspecifikationen fra fiberproducenten. Graden af indflydelse på båndbredden, tilstandsbåndbredden og materialedispersionen har ikke absolut størrelse, afhænger af lyskilden. Generelt er LED-lyskilde og materialedispersion de vigtigste begrænsende faktorer for linkbåndbredde. For VCSEL er den aktuelle tilstands båndbredde den vigtigste begrænsende faktor for linkbåndbredde.
Faktorer fra lyskilden VCSEL kan henvises til dens ringflux EF (Encircled flux). Definitionen af VCSEL' s Encircled flux er som følger. Det er integralet af normaliseret lyseffekt langs kerneradien, som repræsenterer fordelingen af lyseffekt mellem hver tilstand i kernen.
Fordelingen af dets EF skal være inden for de to røde felter i nedenstående figur. Hvis EF krydser det røde felt til højre, falder linkets båndbredde betydeligt.
4. Multi-mode fiberlink båndbredde evaluering
Det er meget vigtigt at evaluere linkbåndbredden for multi-mode fiber, når man bruger multi-mode fiber til netværksdistribution, fordi brugeren ikke kan teste alle VCSEL-lasere og alle fibre en efter en. I henhold til specifikationsparametrene for multimode fiber og VCSEL laser er fiberlink båndbreddevaluering nyttig til at realisere den designede link båndbredde.
5. Multimode fiberdilemma
Med den stigende efterspørgsel efter høj båndbredde, kan multi-mode fiber muligvis ikke imødekomme den stigende efterspørgsel efter båndbredde i de næste par år på grund af sine egne egenskaber. Desuden er fremstillingsprocessen for selve multi-mode fiber kompleks og dens pris er høj, hvilket hovedsagelig er afhængig af VCSEL-laseren til en lav pris. Hvis single-mode VCSEL-lasere til samme pris bliver bredt tilgængelige i de næste par år, kan det udgøre en trussel mod eksistensen af multi-mode fiber.
Fremtiden for multi-mode fiber skal udnytte dens multi-mode-egenskaber fuldt ud for at udvide anvendelsesområdet. Hvis dette kan overvindes i fremtiden, vil historien måske gå fra multi-mode til single-mode og tilbage til den universelle anvendelse af multi-mode.
