1. 연혁다중 모드 광섬유
다중 모드 광섬유는 최초의 실용적인 광섬유로, 1970년대에 LED 광원을 사용하여 더 큰 코어 반경과 더 높은 개구수를 가지며 1세대 광섬유 통신 시스템이 형성되어 장거리 및 단거리 통신에 적용되었습니다. 단일 모드 광섬유의 출현으로 다중 모드 광섬유는 전체 시스템의 저렴한 비용으로 인해 단거리 응용 분야로 제한됩니다.
원래의 다중모드 광섬유는 50um의 코어 직경과 1%의 상대굴절률 차이를 사용했습니다. LED의 매우 큰 스폿 직경으로 인해 설계된 다중 모드 광섬유는 LED 빛 에너지를 효과적으로 포착할 수 없으므로 62.5um 다중 모드 광섬유가 개발되었습니다. 62.5um 다중 모드 광섬유는 상대 굴절률 차이가 2%이며 개구수도 증가합니다. LED에서 더 많은 빛이 다중 모드 광섬유에 결합됩니다. 1990년대 중반에는 저가형 VCSEL 레이저가 개발되었습니다. VCSEL 자체의 작은 광점과 개구수 특성으로 인해 코어 직경이 50um이고 상대 굴절률 차이가 1%인 다중 모드 광섬유가 다시 응용 분야로 철수되었으며 단거리 광섬유에서 널리 사용되었습니다. 지금까지의 원거리 광섬유 통신.
2. 다중모드 광섬유의 전형적인 설계
이상적인 모드 분산을 얻기 위해 기존 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포는 포물선 또는 근사 포물선 모양을 채택합니다. 굽힘 방지 다중 모드 광섬유의 경우 일반적으로 외부 홈 디자인이 채택됩니다.
3. 대역폭에 영향을 미치는 요인다중모드 광섬유
다중모드 광섬유의 대역폭에 영향을 미치는 주요 요인은 광섬유와 광원이다.
광섬유의 요소에는 주로 물질 분산과 모드 분산이 포함됩니다.
멀티모드 광섬유 자체의 특성으로 인해 멀티모드 광섬유에서 전송할 수 있는 모드 그룹은 최대 19개까지이며, 정밀하게 제어하지 않으면 모드 간의 분산이 매우 클 수 있습니다. VCSEL을 사용하는 경우 모드 분산은 일반적으로 유효 모드 대역폭의 EMB에 의해 반영됩니다. LED를 사용하는 경우 전체 주입 대역폭의 OFL BW로 표시됩니다.
광섬유의 유효 모드 대역폭과 재료 분산은 광섬유 제조업체의 광섬유 사양에서 얻을 수 있습니다. 대역폭, 모드 대역폭 및 재료 분산에 대한 영향 정도는 절대 크기를 갖지 않으며 광원에 따라 다릅니다. 일반적으로 LED 광원과 재료 분산은 링크 대역폭의 주요 제한 요소입니다. VCSEL의 경우 현재 모드 대역폭은 링크 대역폭의 주요 제한 요소입니다.
광원 VCSEL의 요소는 링 플럭스 EF(Encircled flux)를 참조할 수 있습니다. VCSEL의 Encircled flux의 정의는 다음과 같습니다. 이는 코어 반경을 따른 정규화된 광전력의 적분이며, 이는 코어의 각 모드 간 광전력 분포를 나타냅니다.
EF의 분포는 아래 그림의 두 개의 빨간색 상자 내에 있어야 합니다. EF가 오른쪽의 빨간색 상자를 교차하면 링크 대역폭이 크게 감소합니다.
4. 다중 모드 광섬유링크 대역폭 평가
사용자가 모든 VCSEL 레이저와 모든 광섬유를 하나씩 테스트할 수 없기 때문에 네트워크 배포를 위해 다중 모드 광섬유를 사용할 때 다중 모드 광섬유의 링크 대역폭을 평가하는 것이 매우 중요합니다. 다중 모드 광섬유 및 VCSEL 레이저의 사양 매개변수에 따라 광섬유 링크 대역폭 평가는 설계된 링크 대역폭을 실현하는 데 도움이 됩니다.
5. 다중 모드 광섬유 딜레마
높은 대역폭 요구가 증가함에 따라 다중 모드 광섬유는 자체 특성으로 인해 향후 몇 년 동안 증가하는 대역폭 요구를 충족하지 못할 수 있습니다. 또한 다중 모드 광섬유 자체의 제조 공정이 복잡하고 가격이 높기 때문에 주로 저렴한 가격의 VCSEL 레이저에 의존합니다. 향후 몇 년 내에 동일한 비용의 단일 모드 VCSEL 레이저가 널리 보급된다면 다중 모드 광섬유의 존재에 위협이 될 수 있습니다.
다중 모드 광섬유의 미래는 다중 모드 특성을 최대한 활용하여 응용 범위를 확장해야 합니다. 만약 이것이 미래에 극복될 수 있다면 아마도 역사는다중 모드에서 단일 모드로다중 모드의 보편적인 적용으로 돌아갑니다.
