Дата центар је постао мотор савременог живота; све веће информације о мрежи се преносе и чувају великом брзином кроз центар података. Већина веза унутар дата центра је кратка, у распону од неколико метара до неколико стотина метара. У овој краткој и брзој комуникацији података,мултимодних влакана и оптички модул са ВЦСЕЛкао основни уређај се широко користе. У поређењу са једномодном шемом преноса, вишемодна шема усваја јефтин ласер са малом снагом да би се остварило брзо и ефикасно спајање између влакна и ласера. Вишемодно влакно може постићи већу брзину преноса или већу удаљеност преноса од бакарног кабла и нижу цену од система са једним модом. Тренутно је интерна брзина везе дата центра већ100Гбит/с, а ускоро се очекује 400Гбит/с. Индустрија развија нова мултимодна влакна како би побољшала своје перформансе, укључујући ВДМ у једном влакну. Дуготаласно мултимодно влакно подржава већу даљину преноса. Поред тога, да би се подржала минијатурна конекција високе густине, побољшала стопа искоришћења простора, ефикасност расипање топлоте и ефикасност управљања кабловима у центру података, развијено је и брзо примењено вишемодно влакно са отпорношћу на савијање. У овом раду се разматра тренд развоја мултимодних влакана која подржавају оптички модул велике брзине комбиновањем техничког принципа мултимодног влакна и еволуције технологије оптичких модула.
1. Технологија вишемодних оптичких влакана и сценарији примене
Развој рачунарства у облаку је промовисао развој супер великих центара података, генеришући тако различите трендове развоја од традиционалних пословних центара података. Било да је домаћа или међународна, еволуција брзине порта сервера од стране корисника ВЛЦЦ-а са услугама рачунарства у облаку је очигледно бржа него у традиционалним пословним центрима података. Традиционална предузећа ће стално користити мулти-моде ОМ4 влакна, а више од 90 процената дужине системске везе је мање од 100 м.
Корисници супер великих центара података чешће бирају једномодно влакно, а 70 процената дужине системске везе је преко 100 метара. Развој супер великих центара података побољшао је стопу искоришћења једномодних влакана, али вишемодна влакна и даље имају своје јединствене предности. Ове предности укључују доступност јефтинијих оптичких модула, мању потрошњу енергије и раздаљине преноса које покривају већину веза у дата центру, тако да решења заснована на вишемодним влакнима и вишемодним оптичким модулима остају атрактивна за купце.
2. Пропусни опсег од 850 нм мултимодног влакна
За разлику од једномодног система, удаљеност и брзина преноса вишемодног система су ограничени пропусним опсегом вишемодног влакна. Пропусност мода мултимодног влакна треба да се повећа да би се подржала већа удаљеност система велике брзине.
Са развојем дизајна и производње влакана, пропусни опсег мултимодних влакана је знатно побољшан. Вишемодно влакно од 62,5 μм има велики нумерички отвор и велико језгро влакна, које може да споји извор светлости са диодама које емитују светлост (ЛЕД) у влакно и подржи пренос података од 2 км брзином од 10 Мбит/с или чак 100 Мбит/ с. Са развојем Етхернет стандарда и јефтиног 850нм ВЦСЕЛ-а, вишемодно влакно са пречником језгра од 50 микрона је популарније на тржишту. Влакно има нижу дисперзију мода и већи пропусни опсег, а величина тачке и нумерички отвор ВЦСЕЛ-а су мањи од ЛЕД диода, омогућавајући ласеру да се лако споји у влакно од 50 микрона. Оптимизацијом процеса производње оптичких влакана и усвајањем напредне технологије контроле индекса преламања, вишемодно оптичко влакно од 50 μм развило се од ОМ2 (500 МХз*Км) до ОМ3 (2 000 МХз*Км), а сада се развило у ОМ4({ {17}} МХз*Км).
За систем са више модова који користи 850 нм ВЦСЕЛ, даље повећање пропусног опсега ОМ4 мултимодног влакна не може довести до тога да оптички модул емитује даље растојање, јер пропусни опсег система зависи од комбинације ширине ефективног мода влакна и дисперзије ( што је повезано са ширином спектралне линије ВЦСЕЛ ласера и таласном дужином влакна). Ако системски пропусни опсег треба да се повећа, поред ефективног пропусног опсега влакна, треба оптимизовати вредност дисперзије. Ово се може постићи коришћењем мултимодног влакна са диференцијалним кашњењем (ДМД) за компензацију делимичне дисперзије, или коришћењем уже ширине линије од 850нм ВЦСЕЛ или радом у дужем таласном региону са мањом дисперзијом.
Максимални релативни индекс преламања језгра влакна такође утиче на максималну ширину опсега. Када језгро падне са 1 проценат на 0.75 процената, пропусни опсег се удвостручује. Међутим, смањење језгра влакна ће повећати губитак савијања, тако да је неопходно оптимизовати дизајн структуре влакана како би се побољшале његове перформансе савијања.
3. Вишемодно влакно неосетљиво на савијање
У апликацијама центара података, вишемодна влакна која нису осетљива на савијање се све више користе, која могу оптимизовати дизајн оптичких влакана, хардвера и опреме како би уштедели више простора, имали бољу ефикасност хлађења и погодније повезивање и управљање кабловима. Језгро је степенованог индекса, а облога има жлеб са ниским индексом. Жлеб смањује оптичку снагу у омотачу и може спречити цурење оптичких сигнала, чиме се побољшава перформансе савијања влакна. Дизајн влакана оптимизује величину језгра и жлебова влакна и постиже равнотежу између перформанси савијања и компатибилности са стандардним мултимодним влакном. Кроз разуман дизајн језгра и жлеба влакна, мултимодно влакно може постићи ОМ4 ниво високог пропусног опсега и ниског губитка савијања. Губитак макро савијања код мултимодног влакна неосетљивог на савијање је више од 10 пута мањи од оног код конвенционалних стандардних мултимодних влакана.
