1. Historie víceúčelového vlákna
Multi-mode vlákno je první praktické vlákno, jeho větší poloměr jádra a vyšší numerické clony v roce 1970 s LED světelným zdrojem tvořil první generaci optických vláken komunikačního systému, aplikovaný v dálkové a krátké vzdálenosti komunikace. S příchodem jednovětového vlákna je vícevětové vlákno následně omezeno na aplikace krátkého dosahu kvůli nízkým nákladům na jeho celkový systém.
Původní multimodové vlákno používalo průměr jádra 50um a relativní index lomu rozdíl 1%. Vzhledem k velmi velkému průměru led diody nemohlo navržené vícevětové vlákno účinně zachytit světelnou energii LED, takže bylo vyvinuto víceúčelové vlákno 62.5um. Víceúčelové vlákno 62.5um má relativní rozdíl indexu lomu 2% a jeho numerická clona se také zvyšuje. Více světla z LED diod je spojeno s víceúčelovým vláknem. V polovině devadesátých let byl vyvinut nízkonákladový laser VCSEL. Vzhledem k vlastnostem malého světelného bodu a numerické clony samotného VCSEL bylo multi-mode vlákno s průměrem jádra 50um s 1% relativním indexem lomu znovu staženo zpět do aplikace a bylo široce používáno v krátké vzdálenosti optického vlákna až do současnosti.
2. Typický design víceúčelového vlákna
Pro získání rozptylu ideálního režimu, index refrakce distribuce konvenčních multimode vlákna přijímá tvar paraboly nebo blízko-parabola. Pro ohýbání odolné multimode vlákna, vnější drážka design je obecně přijat.
3. Faktory ovlivňující šířku pásma vícerežimových vláken
Hlavními faktory, které ovlivňují šířku pásma vícerežimových vláken, jsou vlákno a světelný zdroj. Faktory optického vlákna zahrnují především disperzi materiálu a disperzi režimu.
Vzhledem k vlastnostem multimode vlákna samotného, existuje až 19 režim skupiny, které mohou být přenášeny v multimode vlákno, a rozptyl mezi režimy mohou být velmi velké, ne-li přesně řízeny. Pokud se používá VCSEL, rozptyl režimu se obecně odráží v EMB efektivní šířky pásma režimu; pokud je použita LED, je reprezentována OFL BW plné vstřikované šířky pásma.
Efektivní režim šířky pásma a materiál disperze vlákna lze získat z vlákna specifikace výrobce vláken. Stupeň vlivu na šířku pásma, šířku pásma režimu a rozptyl materiálu nemají absolutní velikost, závisí na zdroji světla. Obecně řečeno, LED světelný zdroj a rozptyl materiálu jsou hlavními omezujícími faktory šířky pásma spojení. Pro VCSEL je šířka pásma aktuálního režimu hlavním limitujícím faktorem šířky pásma spojení.
Faktory ze zdroje světla VCSEL lze odkazovat na jeho kruhový tok EF (Obklíčený tok). Definice obklíčeného toku VCSEL je následující. Jedná se o integrál normalizovaného světelného výkonu podél poloměru jádra, který představuje rozložení světelného výkonu mezi každý režim v jádře.
Rozložení jeho ENVIRONMENTÁLNÍho původu by mělo být v rámci dvou červených polí na obrázku níže. Pokud EF překročí červené pole vpravo, šířka pásma připojení se výrazně sníží.
4. Multi-mode vlákno připojení šířky pásma hodnocení
Je velmi důležité vyhodnotit šířku pásma připojení vícevidního vlákna při použití vícevidního vlákna pro distribuci sítě, protože uživatel nemůže testovat všechny lasery VCSEL a všechna vlákna jeden po druhém. Podle parametrů specifikace multimode vlákna a laseru VCSEL je vyhodnocení šířky pásma optických spojů užitečné pro realizaci navržené šířky pásma spojení.
5. Multimode vlákno dilema
S rostoucí poptávkou po vysoké šířce pásma, multi-mode vlákno nemusí být schopen uspokojit rostoucí poptávku po šířce pásma v příštích několika letech kvůli své vlastní charakteristiky. Kromě toho je výrobní proces multi-mode vlákna sám o sobě složitý a jeho cena je vysoká, což se spoléhá především na laser VCSEL s nízkou cenou. Pokud se v příštích několika letech stanou široce dostupné jednomoderní lasery VCSEL se stejnými náklady, může to představovat hrozbu pro existenci vícevětového vlákna.
Budoucnost víceúčelového vlákna by měla plně využívat jeho vícevětých charakteristik k rozšíření rozsahu aplikací. Pokud to lze v budoucnu překonat, možná se historie změní z více režimu do jednoho režimu a zpět do univerzální aplikace víceúčelového režimu.
