1. היסטוריה של סיבים רב-מצביים
סיבים רב-מצביים הוא הסיב המעשי הראשון, רדיוס הליבה הגדול יותר שלו וצמצם מספרי גבוה יותר בשנות ה-70 עם מקור אור LED היוו את הדור הראשון של מערכת תקשורת סיבים אופטיים, המיושם בתקשורת למרחקים ארוכים וקצרים. עם הופעתם של סיבים במצב יחיד, סיבים במצב רב מוגבל לאחר מכן ליישומים לטווח קצר בשל העלות הנמוכה של המערכת הכוללת שלה.
הסיבים הרב-מצביים המקוריים השתמשו בקוטר ליבה של 50 מטרים והפרש יחסי של מדד שבירה של 1%. בשל קוטר ספוט גדול מאוד של LED, סיבים רב מצביים מעוצבים לא יכלו ללכוד ביעילות את אנרגיית אור ה-LED, כך סיבים מרובי מצב 62.5um פותחו. לסיבים הרב-מצביים של 62.5um יש הפרש מדד שבירה יחסי של 2%, וצמצם הצמצם המספרי שלו גם גדל. אור נוסף מ-LED מזורם לסיבים מרובי מצבים. באמצע שנות ה-90 פותחה לייזר VCSEL בעלות נמוכה. בשל המאפיינים של נקודת אור קטנה ומצמצם מספרי של VCSEL עצמו, סיבים מרובי מצבים עם קוטר ליבה של 50um עם 1% הפרש מדד שבירה יחסית נמשך בחזרה ליישום שוב, והיה בשימוש נרחב בתקשורת סיבים אופטיים למרחקים קצרים עד כה.
2. עיצוב אופייני של סיבים רב-מצביים
על מנת להשיג את פיזור המצב האידיאלי, התפלגות אינדקס שבירה של סיבים רב-מצביים קונבנציונליים מאמצת את הצורה של פרבולה או כמעט פרבולה. עבור כיפוף סיבים מולטי-מודים עמידים, עיצוב החריץ החיצוני מאומץ בדרך כלל.
3. גורמים המשפיעים על רוחב הפס של סיבים רב-מצביים
הגורמים העיקריים המשפיעים על רוחב הפס של סיבים רב-מצביים הם סיבים ומקור אור. הגורמים של סיבים אופטיים כוללים בעיקר פיזור חומר ופיזור מצב.
בשל המאפיינים של סיבים multimode עצמו, יש עד 19 קבוצות מצב שניתן לשדר בסיבים multimode, ואת הפיזור בין המצבים יכול להיות גדול מאוד אם לא במדויק נשלט. אם נעשה שימוש ב- VCSEL, פיזור מצב משתקף בדרך כלל על-ידי EMB של רוחב פס במצב יעיל; אם נעשה שימוש ב- LED, הוא מיוצג על-ידי OFL BW של רוחב פס מוזרק מלא.
ניתן להשיג את רוחב הפס היעיל ופיזור החומר של הסיבים ממפרט הסיבים של יצרן הסיבים. מידת ההשפעה על רוחב הפס, רוחב הפס של המצב ופיזור החומר אינם בגודל מוחלט, תלויה במקור האור. באופן כללי, מקור אור LED ופיזור חומר הם הגורמים המגבילים העיקריים של רוחב פס קישור. עבור VCSEL, רוחב הפס הנוכחי של המצב הוא הגורם המגביל העיקרי של רוחב הפס של קישור.
גורמים ממקור האור VCSEL ניתן להפנות EF שטף הטבעת שלה (שטף מוקפת). ההגדרה של השטף המקיף של VCSEL היא כדלקמן. זהו חלק בלתי נפרד מחשמל אור מנורמל לאורך רדיוס הליבה, המייצג את חלוקת כוח האור בין כל מצב בליבה.
התפלגות ה- EF שלה צריכה להיות בתוך שתי התיבות האדומות באות שלהלן. אם ה- EF חוצה את התיבה האדומה מימין, רוחב הפס של הקישור יקטן באופן משמעותי.
4. הערכת רוחב פס של קישור סיבים רב-מצביים
חשוב מאוד להעריך את רוחב הפס של קישור של סיבים במצב רב בעת שימוש בסיבים רב מצבית להפצת רשת, כי המשתמש לא יכול לבדוק את כל לייזרים VCSEL ואת כל הסיבים אחד אחד. על פי פרמטרי מפרט של סיבים רב-מצביים ולייזר VCSEL, הערכת רוחב פס קישור סיבים מועילה למימוש רוחב הפס של הקישור מעוצב.
5. דילמה סיבים רב מודים
עם הביקוש הגובר של קצב רוחב פס גבוה, סיבים מרובי מצבים לא יוכלו לענות על הביקוש הגובר של קצב רוחב פס בשנים הקרובות בשל המאפיינים שלה. יתר על כן, תהליך הייצור של סיבים רב-מצביים עצמו הוא מורכב ומחירו גבוה, אשר מסתמך בעיקר על לייזר VCSEL עם מחיר נמוך. אם לייזרים VCSEL במצב יחיד של אותה עלות הופכים לזמינים באופן נרחב בשנים הקרובות, זה עלול להוות איום על קיומם של סיבים מרובי מצבים.
העתיד של סיבים מרובי מצבים צריך לעשות שימוש מלא במאפיינים הרב-מצביים שלו כדי להרחיב את טווח היישומים. אם ניתן להתגבר על כך בעתיד, אולי ההיסטוריה תסתחרר מרובה מצבים למצב יחיד ובחזרה ליישום האוניברסלי של מצבים מרובי.
