في الوقت الحاضر ، يعد عرض النطاق الترددي للوضع البالغ 850 نانومتر للألياف متعددة الأوضاع هو الأعلى فيألياف OM4، والتي يمكن أن تدعم انتقال 100 متر لنظام 100 جرام. إذا تم زيادة عرض النطاق الترددي للوضع بشكل أكبر ، فيجب التحكم في توزيع معامل الانكسار بعناية أكبر ، مما يضع متطلبات أعلى على عملية الإنتاج وله تأثير كبير على إنتاجية المنتج. من ناحية أخرى ، فإن عرض النطاق الترددي الكلي للنظام مقيد بعرض النطاق الترددي للألياف وتشتت الألياف. نظرًا لتأثير عرض خط VCSEL الحالي ، يصبح تشتت الألياف متعدد الأوضاع هو العامل المحدد الأكثر أهمية الذي يؤثر على السرعة ومسافة الارتباط. إذا كنت ترغب في زيادة معدل الإرسال أو مسافة الإرسال للنظام ، فيمكنك عادةً استخدام طريقتين: استخدام الألياف أحادية الوضع والليزر أحادي الوضع. أو لا يزال يتم استخدام الألياف متعددة الأوضاع ، ولكن يتم استخدام ليزر عرض خط أضيق للحد من وضع الإصابة بالألياف متعددة الأوضاع. تتمثل عيوب هاتين الطريقتين في الحاجة إلى استخدام ليزرات أكثر تكلفة وتتطلب عملية اقتران الألياف دقة محاذاة أعلى ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة وتكلفة توصيل الوحدة الضوئية. لذلك ، يجب تحسين تقنية الألياف الضوئية متعددة الأوضاع لتحقيق سعة أعلى ونقل لمسافات أطول. يركز البحث على الألياف متعددة الأوضاع الجديدة بشكل أساسي على الاتجاهات التالية.
1. الألياف متعددة الوسائط طويلة الموجة
تعد الألياف متعددة الأوضاع ذات النطاق الترددي العالي والمُحسَّنة طويلة الموجة (980 نانومتر / 1060 نانومتر أو 1310 نانومتر) جنبًا إلى جنب مع مصدر الضوء (مثل VCSEL طويل الموجة) مخططًا ممكنًا لتحقيق نقل لمسافات طويلة وعالية السرعة. يحتفظ نظام الألياف متعدد الأوضاع طويل الموجة بمزايا فقدان الاقتران المنخفض والمحاذاة السهلة للألياف متعددة الأوضاع التقليدية 850 نانومتر ، وقيم التشتت والتوهين للألياف أقل. يمكن أن يحقق العمل في منطقة الموجة الطويلة ذات الخسارة المنخفضة والتشتت المنخفض لنظام الألياف الضوئية متعدد الأوضاع معدلًا أعلى ومسافة نقل أطول ، في السنوات الأخيرة ، أثبتت سلسلة من النتائج التجريبية أيضًا الاستنتاج: مزيج من 1310 نانومتر و 1310 نانومتر من ألياف السيليكون متعددة الأوضاع وحدة البصريات ، تدرك مسافة الإرسال لأكثر من 820 نانومتر ، 1060 نانومتر من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع مع مجموعة ليزر 1060 نانومتر VCSEL قد أدركت نقل أكثر من 500 متر (التجربة أعلاه هي 100G معدل).
2. الألياف متعددة الوسائط ذات النطاق العريض
بناءً على معيار40G/100Gصاغته ieee802.3ba ، معدل نقل 40 جيجابت من الألياف متعددة الأوضاع هو 4 * 10 جيجابت في الثانية =40 جيجابت في الثانية لكل زوج من الألياف ، 4 * 10 جيجابت في الثانية =40 جيجابت في الثانية لكل زوج من الألياف ، 4 * 25 جيجابت في الثانية =100 جيجا لكل زوج من الألياف ، 4 * 25 جيجابت في الثانية =100 جيجا لكل زوج من الألياف. يحتاج معدل نقل وحدات 400G إلى 16 زوجًا من 32 ليفًا أساسيًا ، والتي تشغل الكثير من موارد الألياف. تستكشف الصناعة طرقًا لاستخدام مضاعفة الطول الموجي المتعدد لتقليل كمية الألياف المستخدمة.
هناك نوعان من منتجات مضاعفة الطول الموجي في السوق. إحداها هي تقنية BIDI (ثنائية الاتجاه) ، كما هو موضح في الشكل أدناه (مع أخذ 40G كمثال). تحتوي الوحدة الضوئية على قناتين ذات اتجاهين بسرعة 20 جيجابت في الثانية ، وكل ليف قادر على الإرسال والاستقبال (تدعم الألياف متعددة الأوضاع الطول الموجي 850 نانومتر و 900 نانومتر). أخيرًا ، يتم تحقيق نقل 40G على ألياف ، ولا يلزم تثبيت إضافي لموصل MPT. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن كل ليف في جهاز الإرسال والاستقبال BIDI يرسل الإشارات ويستقبلها ، فإن تفرع المنفذ غير مدعوم. أسلوب آخر هو مضاعفة تقسيم الطول الموجي القصير (SWDM). على غرار BIDI ، يحتاج SWDM فقط إلى اتصال مزدوج LC ثنائي النواة ، ولكن يحتاج SWDM إلى العمل بأربعة أطوال موجية مختلفة بين 850 نانومتر و 940 نانومتر ، مع ليف واحد لنقل الإشارات والآخر لاستقبال الإشارة.
يتم تحسين عرض النطاق الترددي التقليدي للألياف OM3 / OM4 بشكل عام فقط لـ 850 نانومتر. من أجل دعم وضع العمل للوحدة البصرية SWDM ، يجب قياس أداء الألياف عند 940 نانومتر. لذلك ، أنشأ اتحاد صناعة الاتصالات (TIA) مجموعة عمل في عام 2014 لتطوير إرشادات للألياف الضوئية متعددة الوسائط عريضة النطاق (WB MMF) لدعم نقل SWDM. تم إصدار معيار WB MMF tia -492 aaae في يونيو 2016. الألياف متعددة الأوضاع ذات النطاق العريض هي في الواقع نوع من ألياف OM4 ذات الأداء الموسع ، نظرًا لأن الألياف متعددة الأوضاع عريضة النطاق لا يزال يتعين عليها تلبية متطلبات OM4 من الألياف EMB أكبر من أو يساوي إلى 4700 ميغا هرتز بطول موجة 850 نانومتر. عرض النطاق الترددي بالكيلومتر مطلوب ، ومطلوب EMB عند 953 نانومتر من الطول الموجي لتلبية متطلبات أكبر من أو يساوي 2470 ميجا هرتز * كم في أكتوبر 2016 ، سميت منظمة المعايير الدولية ألياف OM5 ذات النطاق العريض الألياف متعددة الأوضاع.
يمكن أن تنقل BODI و SWDM باستخدام ألياف OM4 150 مترًا و 350 مترًا على التوالي عند 40 جيجا ، ويمكن لوحدة 100 جيجا OM5 أن تدعم نقل الوحدة البصرية BIDI و SWDM 150 مترًا ، على النقيض من ذلك ، تبلغ مسافة الإرسال OM3 و OM4 70 مترًا و 100 مترًا ، ولكن هذه المسافة يكفي لمعظم السيناريوهات متعددة الأوضاع. يمكن لـ OM4 دعم العديد من حلول الوحدات الضوئية من 40G إلى 400G (مثل 100G SR4 و 100GBiDi و 400gsr4.2 و 400GSR8 وما إلى ذلك). من الناحية العملية ، يجب دمجها مع سيناريو التطبيق لتحديد الألياف متعددة الأوضاع المناسبة ، على سبيل المثال ، الحاجة إلى استخدام الوحدة الضوئية فرع المنفذ SR4 / eSR4 ، OM5 OM4 والأداء المتسق ، وبالتالي فإن OM4 هي حلول أكثر فعالية من حيث التكلفة ، وأكثر أكثر من 100 جم أو معدل نقل مسافة تزيد عن 100 متر من الارتباط ، يمكن أن تعكس مجموعة OM5 / SWDM ميزة النقل لمسافات طويلة.
