मल्टी-मोड ऑप्टिकल फाइबर

बहु-मोड ऑप्टिकल फाइबर एक प्रकार का ऑप्टिकल फाइबर है जिसका उपयोग ज्यादातर कम दूरी पर संचार के लिए किया जाता है, जैसे किसी भवन के भीतर या परिसर में। 100 Gbit/s तक की डेटा दरों के लिए बहु-मोड लिंक का उपयोग किया जा सकता है। बहु-मोड फाइबर में काफी बड़ा कोर व्यास होता है जो कई प्रकाश मोडों को प्रचारित करने में सक्षम बनाता है और मोडल फैलाव के कारण संचरण लिंक की अधिकतम लंबाई को सीमित करता है। मानक G.651.1 बहु-मोड ऑप्टिकल फाइबर के सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रूपों को परिभाषित करता है।

अनुप्रयोग
बहु-मोड ऑप्टिकल फाइबर पर संचार के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर की तुलना में कम महंगे हैं। विशिष्ट संचरण गति और दूरी सीमा 2 किमी (100BASE-FX) तक की दूरी के लिए 100 Mbit/s, 1000 m तक 1 Gbit/s, और 550 m तक 10 Gbit/s है।

इसकी उच्च क्षमता और विश्वसनीयता के कारण, बहु-मोड ऑप्टिकल फाइबर आमतौर पर इमारतों में बैकबोन अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। उपयोगकर्ताओं की बढ़ती संख्या फाइबर को डेस्कटॉप या ज़ोन में चलाकर उपयोगकर्ता के करीब ले जा रही है। मानक-अनुपालन आर्किटेक्चर जैसे सेंट्रलाइज्ड केबलिंग और टेलीकॉम एनक्लोजर के लिए फाइबर उपयोगकर्ताओं को प्रत्येक मंजिल पर सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स होने के बजाय दूरसंचार कक्षों में इलेक्ट्रॉनिक्स को केंद्रीकृत करके फाइबर की दूरी क्षमताओं का लाभ उठाने की क्षमता प्रदान करते हैं।

बहु-मोड फाइबर का उपयोग लघु फाइबर ऑप्टिक स्पेक्ट्रोस्कोपी उपकरण (स्पेक्ट्रोमीटर, स्रोत और नमूना सामान) से प्रकाश संकेतों के परिवहन के लिए किया जाता है और पहले पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर के विकास में सहायक था।

बहु-मोड फाइबर का उपयोग तब भी किया जाता है जब उच्च ऑप्टिकल शक्तियों को ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से ले जाना होता है, जैसे कि लेजर वेल्डिंग में।

सिंगल-मोड फाइबर के साथ तुलना
बहु-मोड और सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर के बीच मुख्य अंतर यह है कि पूर्व में बहुत बड़ा कोर व्यास होता है, आमतौर पर 50-100 माइक्रोमीटर; इसमें ले जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत बड़ा। बड़े कोर और बड़े संख्यात्मक एपर्चर की संभावना के कारण, बहु-मोड फाइबर में सिंगल-मोड फाइबर की तुलना में अधिक प्रकाश एकत्र करने की क्षमता होती है। व्यावहारिक रूप में, बड़ा कोर (ऑप्टिकल फाइबर) आकार कनेक्शन को सरल बनाता है और कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) और ऊर्ध्वाधर-गुहा सतह उत्सर्जक लेजर (वीसीएसईएल) के उपयोग की भी अनुमति देता है जो 850 नैनोमीटर पर काम करते हैं। और 1300 एनएम तरंग दैर्ध्य (दूरसंचार में उपयोग किए जाने वाले एकल-मोड फाइबर आमतौर पर 1310 या 1550 एनएम पर काम करते हैं ). हालांकि, सिंगल-मोड फाइबर की तुलना में, बहु-मोड फाइबर फाइबर-ऑप्टिक संचार#बैंडविड्थ-दूरी उत्पाद|बैंडविड्थ-दूरी उत्पाद सीमा कम है। क्योंकि बहु-मोड फाइबर में सिंगल-मोड फाइबर की तुलना में बड़ा कोर-आकार होता है, यह एक से अधिक अनुप्रस्थ मोड का समर्थन करता है; इसलिए यह मोडल फैलाव द्वारा सीमित है, जबकि सिंगल मोड नहीं है।

बहु-मोड फाइबर के साथ कभी-कभी उपयोग किए जाने वाले एलईडी प्रकाश स्रोत तरंग दैर्ध्य की एक श्रृंखला का उत्पादन करते हैं और ये प्रत्येक अलग-अलग गति से फैलते हैं। यह रंगीन फैलाव बहु-मोड फाइबर ऑप्टिक केबल के लिए उपयोगी लंबाई की एक और सीमा है। इसके विपरीत, एकल-मोड तंतुओं को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले लेज़र एकल तरंग दैर्ध्य के सुसंगत प्रकाश का उत्पादन करते हैं। मोडल फैलाव के कारण, बहु-मोड फाइबर में सिंगल मोड फाइबर की तुलना में उच्च स्पंद प्रसार दर होती है, जिससे बहु-मोड फाइबर की सूचना संचरण क्षमता सीमित हो जाती है।

एकल-मोड फाइबर का उपयोग अक्सर उच्च-सटीक वैज्ञानिक अनुसंधान में किया जाता है क्योंकि प्रकाश को केवल एक प्रसार मोड तक सीमित करने से इसे एक गहन, विवर्तन-सीमित स्थान पर केंद्रित किया जा सकता है।

जैकेट रंग का उपयोग कभी-कभी बहु-मोड ऑप्टिकल फाइबर केबल को सिंगल-मोड वाले से अलग करने के लिए किया जाता है। मानक TIA-598C, गैर-सैन्य अनुप्रयोगों के लिए, प्रकार के आधार पर एकल-मोड फाइबर के लिए पीले जैकेट और बहु-मोड फाइबर के लिए नारंगी या एक्वा के उपयोग की सिफारिश करता है। कुछ विक्रेता उच्च प्रदर्शन वाले OM4 संचार फाइबर को अन्य प्रकारों से अलग करने के लिए वायलेट का उपयोग करते हैं।

प्रकार
मल्टी-मोड फाइबर को उनके कोर और क्लैडिंग (फाइबर ऑप्टिक्स) व्यास द्वारा वर्णित किया गया है। इस प्रकार, 62.5/125 माइक्रोन मल्टी-मोड फाइबर का कोर आकार 62.5 माइक्रोमीटर (माइक्रोन) और क्लैडिंग व्यास 125 माइक्रोन होता है। कोर और क्लैडिंग के बीच का संक्रमण तेज हो सकता है, जिसे स्टेप-इंडेक्स प्रोफाइल या क्रमिक संक्रमण कहा जाता है, जिसे ग्रेडेड-इंडेक्स प्रोफाइल कहा जाता है। दो प्रकारों में अलग-अलग फैलाव विशेषताएँ होती हैं और इस प्रकार अलग-अलग प्रभावी प्रसार दूरी होती है। बहु-मोड फाइबर का निर्माण या तो ग्रेडेड-इंडेक्स फाइबर या स्टेप-इंडेक्स प्रोफाइल के साथ किया जा सकता है। इसके अलावा, बहु-मोड फाइबर का वर्णन ISO/IEC 11801 मानक - OM1, OM2, और OM3 - द्वारा निर्धारित वर्गीकरण की एक प्रणाली का उपयोग करके किया जाता है - जो बहु-मोड फाइबर के मोडल बैंडविड्थ पर आधारित है। OM4 (TIA-492-AAAD में परिभाषित) को अगस्त 2009 में अंतिम रूप दिया गया था, और दूरसंचार उद्योग संघ द्वारा 2009 के अंत तक प्रकाशित किया गया था। OM4 केबल 40 और 100 Gbit/s पर 125m लिंक को सपोर्ट करेगा। OM ऑप्टिकल बहु-मोड के लिए खड़ा है।

कई वर्षों के लिए 62.5/125 माइक्रोन (ओएम1) और पारंपरिक 50/125 माइक्रोन बहु-मोड फाइबर (ओएम2) परिसर अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से तैनात किए गए थे। ये फाइबर ईथरनेट (10 Mbit/s) से लेकर गीगाबिट ईथरनेट (1 Gbit/s) तक के अनुप्रयोगों का आसानी से समर्थन करते हैं और, उनके अपेक्षाकृत बड़े कोर आकार के कारण, LED ट्रांसमीटरों के साथ उपयोग के लिए आदर्श थे। नए डिप्लॉयमेंट में अक्सर लेज़र-ऑप्टिमाइज़्ड 50/125 μm बहु-मोड फ़ाइबर (OM3) का इस्तेमाल होता है। इस पदनाम को पूरा करने वाले फाइबर 300 मीटर तक 10 गीगाबिट ईथरनेट का समर्थन करने के लिए पर्याप्त बैंडविड्थ प्रदान करते हैं। ऑप्टिकल फाइबर निर्माताओं ने अपनी निर्माण प्रक्रिया को बहुत परिष्कृत किया है क्योंकि उस मानक को जारी किया गया था और केबल बनाया जा सकता है जो 400 मीटर तक 10 GbE का समर्थन करता है। लेज़र अनुकूलित बहु-मोड फ़ाइबर (LOMMF) को 850 एनएम VCSELs के साथ उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पुराने FDDI ग्रेड, OM1, और OM2 फाइबर का उपयोग 10GBASE-LRM के माध्यम से 10 गीगाबिट ईथरनेट के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, इलेक्ट्रॉनिक फैलाव क्षतिपूर्ति (EDC) का समर्थन करने के लिए SFP+ इंटरफ़ेस की आवश्यकता होती है, इसलिए सभी स्विच, राउटर और अन्य उपकरण इन SFP+ मॉड्यूल का उपयोग नहीं कर सकते हैं।

LOMMF/OM3 में माइग्रेशन हुआ है क्योंकि उपयोगकर्ता उच्च गति नेटवर्क में अपग्रेड करते हैं। LED की अधिकतम मॉडुलन दर 622 Mbit/s होती है क्योंकि उच्च बैंडविड्थ अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए उन्हें पर्याप्त तेज़ी से चालू/बंद नहीं किया जा सकता है। VCSELs 10 Gbit/s से अधिक मॉडुलन करने में सक्षम हैं और कई उच्च गति वाले नेटवर्क में उपयोग किए जाते हैं।

कुछ 200 और 400 Gigabit ईथरनेट स्पीड (जैसे टेराबिट ईथरनेट#802.3cm प्रोजेक्ट|400GBASE-SR4.2) बहु-मोड फाइबर के लिए भी वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग (WDM) का उपयोग करते हैं जो OM4 और निम्न के लिए विनिर्देशन से बाहर है। 2017 में, OM5 को WDM MMF के लिए TIA और ISO द्वारा मानकीकृत किया गया है, जो न केवल 850 एनएम के लिए न्यूनतम मोडल बैंडविड्थ निर्दिष्ट करता है, बल्कि 850 से 953 एनएम तक फैले वक्र को भी निर्दिष्ट करता है।

केबलों को कभी-कभी जैकेट के रंग से अलग किया जा सकता है: 62.5/125 μm (OM1) और 50/125 μm (OM2) के लिए, नारंगी जैकेट की सिफारिश की जाती है, जबकि 50/125 μm लेजर अनुकूलित OM3 और OM4 फाइबर के लिए एक्वा (रंग) की सिफारिश की जाती है। कुछ फाइबर विक्रेता OM4+ के लिए बैंगनी रंग का उपयोग करते हैं। OM5 आधिकारिक तौर पर पीला हरा रंग रंग का है।

VCSEL पावर प्रोफाइल, फाइबर एकरूपता में भिन्नता के साथ, मोडल फैलाव का कारण बन सकता है जिसे डिफरेंशियल मोडल डिले (DMD) द्वारा मापा जाता है। मोडल फैलाव एक प्रकाश नाड़ी में अलग-अलग मोड की अलग-अलग गति के कारण होता है। शुद्ध प्रभाव प्रकाश स्पंद को दूरी में फैलाने का कारण बनता है, अंतःप्रतीक हस्तक्षेप का परिचय देता है। लंबाई जितनी अधिक होगी, मोडल फैलाव उतना ही अधिक होगा। मोडल फैलाव का मुकाबला करने के लिए, LOMMF का निर्माण इस तरह से किया जाता है कि फाइबर में भिन्नता समाप्त हो जाती है जो उस गति को प्रभावित कर सकती है जिससे एक प्रकाश नाड़ी यात्रा कर सकती है। वीसीएसईएल ट्रांसमिशन के लिए और पल्स स्प्रेडिंग को रोकने के लिए अपवर्तक सूचकांक प्रोफ़ाइल को बढ़ाया जाता है। नतीजतन, फाइबर लंबी दूरी पर सिग्नल अखंडता बनाए रखते हैं, जिससे बैंडविड्थ को अधिकतम किया जाता है।

घेरा हुआ प्रवाह
IEC 61280-4-1 (अब TIA-526-14-B) मानक घेरे हुए प्रवाह को परिभाषित करता है जो यह सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण प्रकाश इंजेक्शन आकार (विभिन्न फाइबर व्यास के लिए) निर्दिष्ट करता है कि अनुमति देने के लिए फाइबर कोर अधिक भरा या कम भरा हुआ नहीं है अधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य (और कम परिवर्तनशील) लिंक-हानि माप।

यह भी देखें

 * फाइबर ऑप्टिक संचार
 * ग्रेडेड-इंडेक्स फाइबर
 * आईएसओ/आईईसी 11801
 * आईईईई 802.3
 * ऑप्टिकल फाइबर कनेक्टर

बाहरी कड़ियाँ

 * Optics: Single mode fiber | MIT Video Demonstrations in Lasers and Optics
 * Optics: Multi-mode fiber | MIT Video Demonstrations in Lasers and Optics