Mikä on multimode-kuituoptinen kaapeli?

Multimode-kuituoptinen kaapeli on lasi-, muovi- tai muovipäällystetty piidioksidi (PCS) optinen ydin, joka on kääritty absorboimattomaan verhoukseen ja jota käytetään useiden valon aallonpituuksien siirtoon lyhyen matkan digitaaliseen viestintään. Multimode -lähetys vaihtelee tuhansien aaltomuotojen heijastuskulmia sekunnissa ja kuljettaa koodattua digitaalista tietoa lähettimistä vastaanottaviin dekoodereihin muuntamista varten takaisin sähköisiksi signaaleiksi. Nämä aallot voivat hajautua eri tavoilla matkan päähän, mikä tekee monimuotoisesta kuidusta sopivamman käytettäväksi sovelluksissa, joiden pituus on noin viisi kilometriä tai vähemmän. Niiden ytimet, leveämmät kuin yksimuotoiset kuidut, ovat noin muutaman ihmisen karvan leveitä, noin 3 – 60 mikronia (µm). Ne lähettävät tyypillisesti 900-850 1,300 nanometrin (nm) infrapunavaloa valoa lähettäviltä diodeilta (LED).

Noin 850 nm: n valon aallonpituudet palvelevat lyhyempiä etäisyyksiä multimode-kuituoptisella kaapelilla, kun taas 1,300 nm: n aallonpituudet palvelevat sen pidempiä alueita. Nämä aallonpituudet kulkevat kuidun läpi kriittisissä kulmissa ja pakottavat ne eteenpäin sulautumaan yksittäiseksi pulssiksi kohdepisteessä. Suorat matalan tilan aallot pysyvät lähempänä ytimen akselia. Korkean tilan aallot pomppivat lattiasta kattoon verhouksesta, menettävät jonkin verran energiaa lämmönä ja joskus saapuvat myöhemmin kuin alemmat tilat. Tämä tarkoittaa, että multimode-kuidulla on enemmän vaimennusta tai signaalihäviötä ja modaalinen hajonta kuin yksimuotoisen kuidun pitkän matkan laserlähetyksillä.

Useimmissa multimode-kuituoptisen kaapelin sovelluksissa ei käytetä aallonjakoista multipleksointia (WDM), joten kaksoisydintä käytetään kuidun pituudella siirtokapasiteetin lisäämiseksi. Yleensä multimode -kuidut lähettävät tietoja nopeudella 10 megabittiä sekunnissa (Mb/s) – 10 gigabittiä sekunnissa (Gb/s). Monimoodisignaalien hajonta ja vaimennus pahenevat etäisyyden myötä, mikä voi johtaa heikentyneisiin tai epäonnistuneisiin lähetyksiin.

Lukuisia dispersiovaikutuksia sisältävää yhdistettä etäisyydellä, joka voi heikentää signaaleja aaltojohdolla. Tästä syystä tehokkaampia yksimuotokuituja käytetään suuremmille etäisyyksille. Käytännössä siirtokapasiteetin, etäisyyksien ja tukiteknologioiden optimointi tarkoittaa, että kupariverkkojen tuhannet samanaikaiset puhelut voivat nyt ylittää miljoonat optisten ja digitaalisten verkkojen myötä.

Valoaallot kulkevat monimoodista kuituoptista kaapelia pitkin oleellisesti kahdella tavalla: askelindeksi ja porrastettu indeksin eteneminen. Askelindeksimuoto muistuttaa enemmän siksak-kuvioita, joiden ytimet ovat halkaisijaltaan jopa 100 µm. Lähetys erottaa aallot minimoidakseen signaalin päällekkäisyyden, mikä rajoittaa tiedonsiirtokykyä. Tämä tila soveltuu paremmin lyhyepituisiin sovelluksiin, kuten kannettaviin kuituoptisiin laajuuksiin, eikä sitä pidä sekoittaa yksimuotoiseen askelindeksiin, jossa yhdensuuntaiset lasersäteet kulkevat suoraa akselia pitkin erittäin kapean ytimen läpi.

Luokiteltu indeksitila kuljettaa kierteisiä aaltoja. Korkean tilan aallot, jotka pomppivat lähellä ulkoverhousta, liikkuvat nopeammin kuin matalan tilan aallot lähellä akselia. Korkeammat tilat kulkevat lopulta suuremman kokonaismatkan, joten ne saapuvat ihanteellisesti samanaikaisesti alempien moodien aaltojen kanssa hajonnan vähentämiseksi ja luetaan yhtenä pulssina.
Tyypillisesti lasista valmistettuja muovipinnoitettuja piidioksidia ja muovisia optisia kuituja (POF) on tullut saataville, mikä vähentää kustannuksia entisestään. Halvin ja yleisin kuitutyyppi, monimuotoinen kuituoptinen kaapeli, jota käytetään laajalti paikallisissa sovelluksissa ja infrastruktuureissa. Ohuet, palamattomat ja kestävät sähkö- ja radiohäiriöitä, nämä kestävät, pienitehoiset digitaaliset verkot laajenevat todennäköisesti edelleen kuparilangan alueelle ja sen ulkopuolelle.