1. تاريخألياف متعددة الأوضاع
الألياف متعددة الأوضاع هي أول ألياف عملية، حيث شكل نصف قطرها الأساسي الأكبر وفتحتها الرقمية الأعلى في السبعينيات مع مصدر ضوء LED الجيل الأول من نظام اتصالات الألياف الضوئية، المطبق في الاتصالات لمسافات طويلة وقصيرة المسافة. مع ظهور الألياف أحادية الوضع، أصبحت الألياف متعددة الأوضاع مقتصرة لاحقًا على التطبيقات قصيرة المدى نظرًا لانخفاض تكلفة نظامها العام.
استخدمت الألياف متعددة الأوضاع الأصلية قطرًا أساسيًا يبلغ 50 ميكرومترًا وفرق معامل انكسار نسبي قدره 1%. نظرًا لقطر البقعة الكبير جدًا لـ LED، فإن الألياف متعددة الأوضاع المصممة لا يمكنها التقاط طاقة ضوء LED بشكل فعال، لذلك تم تطوير الألياف متعددة الأوضاع 62.5um. تتميز الألياف متعددة الأوضاع 62.5um بفارق معامل انكسار نسبي بنسبة 2%، كما تزيد الفتحة الرقمية أيضًا. يقترن المزيد من الضوء من LED بالألياف متعددة الأوضاع. وفي منتصف التسعينات، تم تطوير ليزر VCSEL منخفض التكلفة. نظرًا لخصائص بقعة الضوء الصغيرة والفتحة الرقمية لـ VCSEL نفسها، تم سحب الألياف متعددة الأوضاع التي يبلغ قطرها الأساسي 50 مم مع اختلاف معامل الانكسار النسبي 1٪ إلى التطبيق مرة أخرى، وتم استخدامها على نطاق واسع في فترة قصيرة. اتصالات الألياف الضوئية عن بعد حتى الآن.
2. التصميم النموذجي للألياف متعددة الأوضاع
من أجل الحصول على تشتت الوضع المثالي، يعتمد توزيع معامل الانكسار للألياف التقليدية متعددة الأوضاع على شكل القطع المكافئ أو شبه القطع المكافئ. بالنسبة للألياف متعددة الأوضاع المقاومة للانحناء، يتم اعتماد تصميم الأخدود الخارجي بشكل عام.
3. العوامل المؤثرة على عرض النطاق التردديالألياف المتعددة الوسائط
العوامل الرئيسية التي تؤثر على عرض النطاق الترددي للألياف متعددة الأوضاع هي الألياف ومصدر الضوء.
تشمل عوامل الألياف الضوئية بشكل أساسي تشتت المواد وتشتت الوضع.
نظرًا لخصائص الألياف متعددة الأوضاع نفسها، هناك ما يصل إلى 19 مجموعة أوضاع يمكن إرسالها في الألياف متعددة الأوضاع، ويمكن أن يكون التشتت بين الأوضاع كبيرًا جدًا إذا لم يتم التحكم فيه بدقة. إذا تم استخدام VCSEL، فإن تشتت الوضع ينعكس عمومًا بواسطة EMB لعرض النطاق الترددي للوضع الفعال؛ إذا تم استخدام LED، يتم تمثيله بواسطة OFL BW لعرض النطاق الترددي الكامل المحقون.
يمكن الحصول على عرض النطاق الترددي للوضع الفعال وتشتت المواد للألياف من مواصفات الألياف الخاصة بالشركة المصنعة للألياف. درجة التأثير على عرض النطاق الترددي، وعرض النطاق الترددي للوضع وتشتت المواد ليس لها حجم مطلق، وتعتمد على مصدر الضوء. بشكل عام، يعد مصدر ضوء LED وتشتت المواد من العوامل الرئيسية التي تحد من عرض النطاق الترددي للوصلة. بالنسبة لـ VCSEL، يعد عرض النطاق الترددي للوضع الحالي هو العامل المحدد الرئيسي لعرض النطاق الترددي للارتباط.
يمكن الرجوع إلى العوامل من مصدر الضوء VCSEL إلى التدفق الحلقي EF (التدفق المطوق). تعريف التدفق المطوق لـ VCSEL هو كما يلي. إنه تكامل قوة الضوء الطبيعية على طول نصف القطر الأساسي، والذي يمثل توزيع قوة الضوء بين كل وضع في القلب.
يجب أن يكون توزيع EF الخاص بها ضمن المربعين الأحمرين في الشكل أدناه. إذا عبرت EF المربع الأحمر الموجود على اليمين، فسوف ينخفض عرض النطاق الترددي للارتباط بشكل ملحوظ.
4. ألياف متعددة الأوضاعتقييم عرض النطاق الترددي
من المهم جدًا تقييم عرض النطاق الترددي للألياف متعددة الأوضاع عند استخدام الألياف متعددة الأوضاع لتوزيع الشبكة، لأن المستخدم لا يمكنه اختبار جميع أجهزة الليزر VCSEL وجميع الألياف واحدًا تلو الآخر. وفقًا لمعلمات مواصفات الألياف متعددة الأوضاع وليزر VCSEL، فإن تقييم عرض النطاق الترددي لوصلة الألياف مفيد في تحقيق عرض النطاق الترددي للارتباط المصمم.
5. معضلة الألياف المتعددة الوسائط
مع تزايد الطلب على معدل عرض النطاق الترددي العالي، قد لا تتمكن الألياف متعددة الأوضاع من تلبية الطلب المتزايد على معدل عرض النطاق الترددي في السنوات القليلة المقبلة بسبب خصائصها الخاصة. علاوة على ذلك، فإن عملية تصنيع الألياف متعددة الأوضاع بحد ذاتها معقدة وسعرها مرتفع، حيث تعتمد بشكل أساسي على ليزر VCSEL بسعر منخفض. إذا أصبح ليزر VCSEL أحادي الوضع بنفس التكلفة متاحًا على نطاق واسع في السنوات القليلة المقبلة، فقد يشكل ذلك تهديدًا لوجود الألياف متعددة الأوضاع.
ينبغي لمستقبل الألياف متعددة الأوضاع الاستفادة الكاملة من خصائصها متعددة الأوضاع لتوسيع نطاق التطبيق. إذا أمكن التغلب على هذا في المستقبل، فربما سيخرج التاريخ من دوامةوضع متعدد إلى وضع واحدوالعودة إلى التطبيق العالمي للوضع المتعدد.
