1. História da fibra multimodo
A fibra multimodo é a primeira fibra prática, seu maior raio de núcleo e maior abertura numérica na década de 1970 com fonte de luz LED formou a primeira geração de sistema de comunicação de fibra óptica, aplicada em comunicação de longa e curta distância. Com o advento da fibra monomodo, a fibra multimodo é subsequentemente limitada a aplicações de curto alcance devido ao baixo custo de seu sistema geral.
A fibra multimodo original usava um diâmetro de núcleo de 50um e uma diferença de índice de refração relativa de 1%. Devido ao grande diâmetro do ponto do LED, a fibra multimodo projetada não conseguiu capturar efetivamente a energia da luz do LED, então a fibra multimodo de 62,5um foi desenvolvida. A fibra multimodo de 62,5um tem uma diferença de índice de refração relativa de 2% e sua abertura numérica também aumenta. Mais luz do LED é acoplada à fibra multimodo. Em meados dos anos 1990, o laser VCSEL de baixo custo foi desenvolvido. Devido às características do pequeno ponto de luz e abertura numérica do próprio VCSEL, a fibra multimodo com um diâmetro de núcleo de 50um com 1% de diferença de índice de refração relativa foi puxada de volta para a aplicação e tem sido amplamente utilizada em curto distância de comunicação de fibra óptica até agora.
2. Projeto típico de fibra multimodo
Para obter o modo de dispersão ideal, a distribuição do índice de refração da fibra multimodo convencional adota a forma de parábola ou quase parábola. Para fibra multimodo resistente à flexão, o design de ranhura externa é geralmente adotado.
3. Fatores que influenciam a largura de banda da fibra multimodo
Os principais fatores que afetam a largura de banda da fibra multimodo são fibra e fonte de luz. Os fatores da fibra óptica incluem principalmente a dispersão do material e a dispersão do modo.
Devido às características da própria fibra multimodo, existem até 19 grupos de modos que podem ser transmitidos na fibra multimodo, e a dispersão entre os modos pode ser muito grande se não for controlada com precisão. Se VCSEL for usado, a dispersão do modo é geralmente refletida pelo EMB da largura de banda do modo efetivo; se LED for usado, é representado por OFL BW de largura de banda total injetada.
A largura de banda do modo efetivo e a dispersão do material da fibra podem ser obtidas na especificação da fibra do fabricante da fibra. O grau de influência na largura de banda, no modo de largura de banda e na dispersão do material não tem tamanho absoluto, depende da fonte de luz. De modo geral, a fonte de luz LED e a dispersão do material são os principais fatores limitantes da largura de banda do link. Para VCSEL, a largura de banda do modo atual é o principal fator limitante da largura de banda do link.
Os fatores da fonte de luz VCSEL podem ser referenciados ao seu fluxo de anel EF (fluxo circundado). A definição do fluxo circundado do VCSEL' s é a seguinte. É a integral da potência da luz normalizada ao longo do raio do núcleo, que representa a distribuição da potência da luz entre cada modo no núcleo.
A distribuição de seu EF deve estar dentro das duas caixas vermelhas na figura abaixo. Se o EF cruzar a caixa vermelha à direita, a largura de banda do link diminuirá significativamente.
4. Avaliação da largura de banda do link de fibra multimodo
É muito importante avaliar a largura de banda do link de fibra multimodo ao usar fibra multimodo para distribuição de rede, porque o usuário não pode testar todos os lasers VCSEL e todas as fibras um por um. De acordo com os parâmetros de especificação de fibra multimodo e laser VCSEL, a avaliação da largura de banda do link de fibra é útil para realizar a largura de banda do link projetada.
5. Dilema da fibra multimodo
Com a crescente demanda de alta taxa de largura de banda, a fibra multimodo pode ser incapaz de atender à crescente demanda de taxa de largura de banda nos próximos anos devido às suas próprias características. Além disso, o processo de fabricação da fibra multimodo em si é complexo e seu preço é alto, que conta principalmente com o laser VCSEL de baixo preço. Se os lasers VCSEL monomodo de mesmo custo se tornarem amplamente disponíveis nos próximos anos, isso pode representar uma ameaça à existência de fibra multimodo.
O futuro da fibra multimodo deve fazer uso total de suas características multimodo para expandir a gama de aplicações. Se isso puder ser superado no futuro, talvez a história evolua do multimodo para o modo único e de volta à aplicação universal do multimodo.
