マルチモード光ファイバーとは何ですか?

マルチモード光ファイバー

マルチモード ファイバー (マルチモード ファイバー、MM ファイバー、または光ファイバー) は、主に建物内やキャンパス内などの短距離通信に使用される光ファイバーの一種です。一般的なマルチモード リンクのデータ レートは、最大 600 メートルのリンク長で 10 Mbit/s ～ 10 Gbit/s であり、ほとんどの構内アプリケーションには十分以上です。

応用分野

マルチモード光ファイバー通信に使用される装置は、シングルモード光ファイバー通信に使用される装置よりも安価です。一般的な伝送速度と距離の制限は、2 km まで 100 Mbit/s (100BASE-FX)、220-550 m まで 1 Gbit/s (1000BASE-SX)、300 m まで 10 Gbit/s (10GBASE) です。 -SR ))、SR 10G SFP+ 光モジュール、10G XFP 光モジュール、10G X2 光モジュールなど10Gモジュール。

マルチモード ファイバーは、その大容量と信頼性により、バックボーン アプリケーションの構築によく使用されます。光ファイバーをデスクトップやエリアに接続して、より身近なところで光ファイバーを利用するユーザーが増えています。集中ケーブル配線やファイバーから通信会社へのキャビネットなどの標準準拠のアーキテクチャにより、ユーザーは各フロアにアクティブな電子機器を置くのではなく、電気通信室に電子機器を集中させることでファイバーの距離機能を活用できます。

シングルモードファイバーとの比較

マルチモード ファイバとシングルモード ファイバの主な違いは、前者のコア直径がはるかに大きく、通常は 50-100 ミクロンであることです。その中で運ばれる光の波長よりもはるかに長い。マルチモードファイバーは、シングルモードファイバーよりも高い「光収集」能力を持っています。実際には、コア サイズが大きくなると接続が簡素化され、850 nm および 1300 nm の波長で動作する発光ダイオード (LED) や垂直共振器型面発光レーザー (VCSEL) などの低コストのエレクトロニクスの使用も可能になります (電気通信分野)。使用されるシングルモード ファイバーは 1310 または 1550 nm で動作し、より高価なレーザー源を必要とします (シングルモード ファイバーはほぼすべての可視光波長に適しています)。ただし、マルチモード ファイバはシングルモード ファイバよりも帯域幅と距離の積の制限が小さいため、マルチモードの伝播モードがサポートされるのに対し、シングルモード ファイバはモード分散によって制限されます。マルチモード ファイバーで使用される LED 光源は、異なる速度で伝搬するさまざまな波長を生成します。これとは対照的に、シングルモード ファイバーの駆動に使用されるレーザーは、単一波長でコヒーレントな光を生成します。の制限マルチモード光ファイバーケーブルの有効長。マルチモード ファイバーはコア サイズが大きいため、開口数が高く、シングルモード ファイバーよりも多くの光を収集できることを意味します。ファイバ内のモード分散により、マルチモード ファイバはシングルモード ファイバよりも高いパルス拡張率を持ち、これによりマルチモード ファイバの情報伝送容量が制限されます。シングルモード ファイバーは、光の伝播を 1 つのモードのみに許可することで光の正確な焦点を合わせやすくなるため、高精度の科学研究に最も一般的に使用されます。マルチモード光ファイバ パッチ コード/ケーブルとシングルモードを区別するためにジャケットの色が使用されることがありますが、ケーブル タイプの区別に常に依存できるわけではありません。民間用途の場合、標準 TIA-598C は、シングルモード ファイバーには黄色のジャケット、50/125 μm (OM2) および 62.5/125 μm (OM1) マルチモード ファイバーにはオレンジのジャケットを推奨しています。 Aqua は、50/125 µm の「レーザーに最適化された」OM3 ファイバーとの使用を推奨します。

タイプ

マルチモード ファイバは、コアとクラッドの直径によって表されます。したがって、62.5/125 μm マルチモード ファイバのコア サイズは 62.5 マイクロメートル (μm)、クラッド直径は 125 μm になります。コアとクラッドの間の遷移は、ステップ インデックス プロファイルと呼ばれる急峻な遷移にすることも、グレーデッド インデックス プロファイルと呼ばれる緩やかな遷移にすることもできます。 2 つのタイプは分散特性が異なるため、実効伝播距離も異なります。さらに、マルチモード ファイバは、モーダル帯域幅マルチモード ファイバに基づいた ISO 11801 標準によって確立された分類システム (OM1、OM2、および OM3) を使用して記述されます。 OM4 (TIA-492-AAAD で定義) は 2009 年 8 月に最終決定され、2009 年後半に TIA によって発行されました。OM4 ケーブルは 40 および 100 Gbit/s で 125m のリンクをサポートします。

長年にわたり、62.5/125 µm (OM1) および従来の 50/125 µm マルチモード ファイバー (OM2) が構内アプリケーションに広く導入されてきました。これらのファイバは、イーサネット (10 Mbit/s) からギガビット イーサネット (1 Gbit/s) までの範囲のアプリケーションを容易にサポートでき、コア サイズが比較的大きいため、LED エミッタとの使用に最適です。新しい導入では通常、レーザーに最適化された 50/125 µm マルチモード ファイバー (OM3) が使用されます。この指定を満たす光ファイバーは、最大 300 メートルの 10 ギガビット イーサネットをサポートするのに十分な帯域幅を提供します。この規格のリリース以来、光ファイバー メーカーは製造プロセスを大幅に改善し、10 GbE を最大 550 メートルまでサポートするケーブルを作成できるようになりました。 Laser Optimized Multimode Fiber (LOMMF) は、850 nm VCSEL で使用するように設計されており、SPT-P851G-S5D、SPT-P854G-S3xD などの MM SFP トランシーバーで広く使用されています。

ユーザーがより高速なネットワークにアップグレードするにつれて、LOMMF/OM3 への移行はすでに行われています。 LED の最大変調速度は 622 Mbit/s です。これは、より高い帯域幅のアプリケーションをサポートできるほど高速にオン/オフを切り替えることができないためです。 VCSEL は 10 Gbit/s を超える変調が可能で、多くの高速ネットワークで使用されています。

VCSEL の出力分布およびファイバの均一性の変動により、モード分散が発生する可能性があります。これは、差動モード遅延 (DMD) によって測定できます。モード分散は、光パルス内の個々のモードの異なる速度によって引き起こされる効果です。最終的な影響は、光パルスが分離するか、受信機が個々の 1 と 0 を識別するのが困難になる距離を移動することです (これは記号間干渉と呼ばれます)。長さが長くなるほど、モード分散も大きくなります。モード分散に対抗するために、LOMMF は光パルスの移動速度に影響を与える可能性のあるファイバーの変化を排除する方法で製造されています。屈折率プロファイルが強化されて、VCSEL の透過が可能になり、パルスの広がりが防止されます。その結果、ファイバーは長距離にわたって信号の完全性を維持し、帯域幅を最大化できます。

マルチモード光ファイバーコネクタのタイプ

市場で流通しているマルチモード光ファイバ コネクタの種類には、ST、SC、FC、LC、MU、E2000、MTRJ、SMA、DIN、MTP&MPO などがあります。最も一般的に使用される光ファイバー コネクタのタイプは、ST、SC、FC、LC です。それぞれに独自の長所、短所、能力があります。では、違いは何でしょうか?また、それらは実装にとって何を意味するのでしょうか?この表は、一般的なマルチモード光ファイバ コネクタの長所と短所を示しています。