1. Histoire defibre multimode
La fibre multimode est la première fibre pratique, son rayon de noyau plus grand et son ouverture numérique plus élevée dans les années 1970 avec une source de lumière LED ont formé la première génération de système de communication par fibre optique, appliqué aux communications longue et courte distance. Avec l'avènement de la fibre monomode, la fibre multimode est désormais limitée aux applications à courte portée en raison du faible coût de son système global.
La fibre multimode d'origine utilisait un diamètre de noyau de 50 um et une différence d'indice de réfraction relatif de 1 %. En raison du très grand diamètre du spot des LED, la fibre multimode conçue ne pouvait pas capturer efficacement l'énergie lumineuse des LED, c'est pourquoi la fibre multimode 62,5 um a été développée. La fibre multimode 62,5 um présente une différence d'indice de réfraction relative de 2 % et son ouverture numérique augmente également. Une plus grande quantité de lumière provenant des LED est couplée à la fibre multimode. Au milieu des années 1990, le laser VCSEL à faible coût a été développé. En raison des caractéristiques du petit point lumineux et de l'ouverture numérique du VCSEL lui-même, la fibre multimode avec un diamètre de noyau de 50 um avec une différence d'indice de réfraction relatif de 1 % a été réutilisée pour l'application et a été largement utilisée à court terme. communication à distance par fibre optique jusqu'à présent.
2. Conception typique d'une fibre multimode
Afin d'obtenir la dispersion de mode idéale, la distribution de l'indice de réfraction de la fibre multimode conventionnelle adopte la forme d'une parabole ou d'une quasi-parabole. Pour les fibres multimodes résistantes à la flexion, la conception à rainure externe est généralement adoptée.
3. Facteurs influençant la bande passante defibre multimode
Les principaux facteurs qui affectent la bande passante de la fibre multimode sont la fibre et la source lumineuse.
Les facteurs de la fibre optique comprennent principalement la dispersion des matériaux et la dispersion des modes.
En raison des caractéristiques de la fibre multimode elle-même, jusqu'à 19 groupes de modes peuvent être transmis dans la fibre multimode, et la dispersion entre les modes peut être très importante si elle n'est pas contrôlée avec précision. Si VCSEL est utilisé, la dispersion de mode est généralement reflétée par l'EMB de la bande passante de mode effective ; si une LED est utilisée, elle est représentée par OFL BW de la totalité de la bande passante injectée.
La bande passante de mode effective et la dispersion matérielle de la fibre peuvent être obtenues à partir des spécifications de la fibre du fabricant de la fibre. Le degré d'influence sur la bande passante, la bande passante modale et la dispersion du matériau n'ont pas de valeur absolue et dépendent de la source lumineuse. D'une manière générale, la source de lumière LED et la dispersion des matériaux sont les principaux facteurs limitants de la bande passante de la liaison. Pour VCSEL, la bande passante du mode actuel est le principal facteur limitant de la bande passante de la liaison.
Les facteurs de la source lumineuse VCSEL peuvent être référencés à son flux annulaire EF (flux encerclé). La définition du flux encerclé du VCSEL est la suivante. C'est l'intégrale de la puissance lumineuse normalisée le long du rayon du noyau, qui représente la répartition de la puissance lumineuse entre chaque mode du noyau.
La distribution de son FE doit se situer dans les deux cases rouges de la figure ci-dessous. Si l'EF traverse la case rouge à droite, la bande passante de la liaison diminuera considérablement.
4. Fibre multimodeévaluation de la bande passante du lien
Il est très important d'évaluer la bande passante de liaison de la fibre multimode lors de l'utilisation de la fibre multimode pour la distribution du réseau, car l'utilisateur ne peut pas tester tous les lasers VCSEL et toutes les fibres un par un. Selon les paramètres de spécification de la fibre multimode et du laser VCSEL, l'évaluation de la bande passante de la liaison fibre est utile pour réaliser la bande passante de la liaison conçue.
5. Dilemme de la fibre multimode
Avec la demande croissante de débit de bande passante élevé, la fibre multimode pourrait ne pas être en mesure de répondre à la demande croissante de débit de bande passante au cours des prochaines années en raison de ses propres caractéristiques. De plus, le processus de fabrication de la fibre multimode lui-même est complexe et son prix est élevé, ce qui repose principalement sur le laser VCSEL à bas prix. Si des lasers VCSEL monomodes du même coût deviennent largement disponibles dans les prochaines années, cela pourrait constituer une menace pour l’existence de la fibre multimode.
L'avenir de la fibre multimode devrait exploiter pleinement ses caractéristiques multimodes pour élargir la gamme d'applications. Si cela peut être surmonté à l’avenir, peut-être que l’histoire connaîtra une spiralemultimode vers monomodeet revenons à l'application universelle du multi-mode.
