En la actualidad, el ancho de banda de modo de fibra multimodo de 850 nm es el más alto enfibra OM4, que puede admitir una transmisión de 100 metros de un sistema de 100 g. Si el ancho de banda del modo aumenta aún más, la distribución del índice de refracción debe controlarse con más cuidado, lo que plantea mayores requisitos en el proceso de producción y tiene un gran impacto en el rendimiento del producto. Por otro lado, el ancho de banda total del sistema está limitado por el ancho de banda del modo de fibra y la dispersión de la fibra. Debido a la influencia del ancho de línea del VCSEL actual, la dispersión de fibra multimodo se convierte en el factor limitante más importante que afecta la velocidad y la distancia del enlace. Si desea aumentar la velocidad de transmisión o la distancia de transmisión del sistema, generalmente puede usar dos métodos: usar fibra monomodo y láser monomodo. O la fibra multimodo todavía se usa, pero se usa un láser de ancho de línea más estrecho para limitar el modo de incidencia de la fibra multimodo. Las desventajas de estos dos métodos son que se requieren láseres más costosos y el proceso de acoplamiento de fibra requiere una mayor precisión de alineación, lo que resultará en un mayor costo y costo de conexión del módulo óptico. Por lo tanto, la tecnología de fibra óptica multimodo debe mejorarse para lograr una mayor capacidad y una transmisión de mayor distancia. La investigación sobre nueva fibra multimodo se centra principalmente en las siguientes direcciones.
1. Fibra multimodo de onda larga
La fibra multimodo de alto ancho de banda optimizada de onda larga (980nm/1060nm o 1310nm) combinada con una fuente de luz (como VCSEL de onda larga) es un esquema factible para realizar transmisiones de larga distancia y alta velocidad. El sistema de fibra multimodo de onda larga conserva las ventajas de baja pérdida de acoplamiento y fácil alineación de la fibra multimodo convencional de 850 nm, y los valores de dispersión y atenuación de la fibra son más bajos. El trabajo en la región de onda larga de baja pérdida y baja dispersión del sistema de fibra óptica multimodo puede lograr una velocidad más alta y una distancia de transmisión más larga. En los últimos años, una serie de resultados experimentales también prueban la conclusión: la combinación de 1310nm y 1310nm de fibra de silicio multimodo módulo óptico, realiza la distancia de transmisión de más de 820nm, fibra óptica multimodo de 1060nm con combinación de láser VCSEL de 1060nm ha realizado la transmisión de más de 500m (el experimento anterior tiene una tasa de 100G).
2. Fibra multimodo de banda ancha
Basado en el estándar de40G/100Gformulado por ieee802.3ba, la tasa de transmisión de 40G de fibra multimodo es 4*10Gbp=40Gbps para cada par de fibra, 4*10Gbp=40Gbps para cada par de fibra, 4*25Gbps =100G por cada par de fibra, 4*25Gbps=100G por cada par de fibra. La velocidad de transmisión de los módulos de 400G necesita 16 pares de fibra de 32 núcleos, lo que ocupa una gran cantidad de recursos de fibra. La industria está explorando formas de utilizar la multiplexación de múltiples longitudes de onda para reducir la cantidad de fibra utilizada.
Hay dos tipos de productos de multiplexación de múltiples longitudes de onda en el mercado. Una es la tecnología BIDI (bidireccional), como se muestra en la siguiente figura (tomando 40G como ejemplo). El módulo óptico tiene dos canales bidireccionales de 20 Gbps, y cada fibra es capaz de enviar y recibir (la fibra multimodo admite longitudes de onda de 850 nm y 900 nm). Finalmente, la transmisión 40G se realiza en dos fibras y no se requiere instalación adicional del conector MPT. Cabe señalar que dado que cada fibra en el transceptor BIDI transmite y recibe señales, la bifurcación de puertos no es compatible. Otra técnica es la multiplexación por división de longitud de onda corta (SWDM). Similar a BIDI, SWDM solo necesita una conexión dúplex LC de dos núcleos, pero SWDM necesita trabajar en cuatro longitudes de onda diferentes entre 850nm y 940nm, con una fibra para transmisión de señal y la otra para recepción de señal.
El ancho de banda de fibra OM3/OM4 convencional generalmente solo se optimiza para 850 nm. Para admitir el modo de trabajo del módulo óptico SWDM, se debe cuantificar el rendimiento de la fibra a 940 nm. Por lo tanto, la asociación de la industria de las telecomunicaciones (TIA) creó un grupo de trabajo en 2014 para desarrollar pautas para la fibra óptica multimodo de banda ancha (WB MMF) para admitir la transmisión SWDM. El estándar WB MMF tia-492aaae se lanzó en junio de 2016. La fibra multimodo de banda ancha es en realidad un tipo de fibra OM4 con un rendimiento extendido, porque la fibra multimodo de banda ancha todavía tiene que cumplir con los requisitos de la fibra OM4 EMB Mayor o igual a 4700 MHz a la longitud de onda de 850 nm. Se requiere un ancho de banda de km, y se requiere EMB a una longitud de onda de 953 nm para cumplir con el requisito de Mayor o igual a 2470 MHz*Km en octubre de 2016, la organización internacional de estándares denominó fibra multimodo de banda ancha fibra OM5.
BODI y SWDM que usan fibra OM4 pueden transmitir 150 m y 350 m respectivamente a 40 G, y el módulo 100 G OM5 puede admitir la transmisión del módulo óptico BIDI y SWDM 150 m, en contraste, la distancia de transmisión de OM3 y OM4 es 70 m y 100 m, pero esta distancia es suficiente para la mayoría de los escenarios multimodo. OM4 puede admitir varias soluciones de módulos ópticos de 40G a 400G (como 100G SR4, 100GBiDi, 400gsr4.2, 400GSR8, etc.). En la práctica, debe combinarse con el escenario de aplicación para seleccionar la fibra multimodo adecuada, por ejemplo, la necesidad de utilizar la rama de puerto del módulo óptico SR4 / eSR4, OM5 OM4 y un rendimiento constante, por lo que OM4 es una solución más rentable y en más de 100 g o una distancia de transmisión de velocidad de más de 100 m del enlace, la combinación OM5 / SWDM puede reflejar la ventaja del transporte de larga distancia.
