1. ประวัติความเป็นมาของไฟเบอร์แบบหลายโหมด
ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดเป็นไฟเบอร์ที่ใช้งานได้จริงชนิดแรก โดยมีรัศมีแกนที่ใหญ่กว่าและรูรับแสงตัวเลขที่สูงขึ้นในทศวรรษ 1970 พร้อมแหล่งกำเนิดแสง LED ก่อให้เกิดระบบการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกรุ่นแรก ซึ่งใช้ในการสื่อสารทางไกลและระยะสั้น ด้วยการถือกำเนิดของไฟเบอร์แบบโหมดเดียว ไฟเบอร์แบบหลายโหมดจึงถูกจำกัดให้ใช้งานได้ในระยะสั้นเท่านั้น เนื่องจากระบบโดยรวมมีต้นทุนต่ำ
มัลติโหมดไฟเบอร์ดั้งเดิมใช้เส้นผ่านศูนย์กลางแกน 50um และดัชนีการหักเหสัมพัทธ์ต่างกัน 1% เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสง LED มีขนาดใหญ่มาก ไฟเบอร์แบบหลายโหมดที่ออกแบบมาจึงไม่สามารถจับพลังงานแสง LED ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาไฟเบอร์แบบหลายโหมดขนาด 62.5um ไฟเบอร์มัลติโหมด 62.5um มีความแตกต่างของดัชนีการหักเหสัมพัทธ์ 2% และรูรับแสงตัวเลขก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แสงจาก LED ที่เพิ่มขึ้นมาคู่กับไฟเบอร์แบบมัลติโหมด ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ได้มีการพัฒนาเลเซอร์ VCSEL ราคาประหยัด เนื่องจากลักษณะของจุดแสงขนาดเล็กและรูรับแสงเชิงตัวเลขของ VCSEL เอง ไฟเบอร์แบบหลายโหมดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 50um และความแตกต่างของดัชนีการหักเหสัมพัทธ์ 1% จึงถูกดึงกลับมาที่การใช้งานอีกครั้ง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระยะสั้น การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงระยะทางจนถึงปัจจุบัน
2. การออกแบบทั่วไปของไฟเบอร์แบบหลายโหมด
เพื่อให้ได้การกระจายตัวของโหมดในอุดมคติ การกระจายดัชนีการหักเหของไฟเบอร์มัลติโหมดทั่วไปจะใช้รูปร่างของพาราโบลาหรือใกล้พาราโบลา สำหรับไฟเบอร์มัลติโหมดที่ทนต่อการดัดงอ โดยทั่วไปจะใช้การออกแบบร่องภายนอก
3. ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อแบนด์วิธของมัลติไฟเบอร์
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อแบนด์วิธของมัลติไฟเบอร์คือไฟเบอร์และแหล่งกำเนิดแสง
ปัจจัยของใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ประกอบด้วยการกระจายตัวของวัสดุและการกระจายตัวของโหมด
เนื่องจากลักษณะของมัลติโหมดไฟเบอร์จึงมีกลุ่มโหมดมากถึง 19 กลุ่มที่สามารถส่งสัญญาณในมัลติไฟเบอร์ไฟเบอร์ได้ และการกระจายตัวระหว่างโหมดอาจมีขนาดใหญ่มากหากไม่ได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ หากใช้ VCSEL การกระจายของโหมดโดยทั่วไปจะสะท้อนให้เห็นโดย EMB ของแบนด์วิธของโหมดที่มีประสิทธิภาพ ถ้าใช้ LED มันจะแสดงโดย OFL BW ของแบนด์วิธที่ฉีดเข้าไปเต็ม
แบนด์วิธโหมดที่มีประสิทธิภาพและการกระจายตัวของวัสดุของไฟเบอร์สามารถรับได้จากข้อกำหนดไฟเบอร์ของผู้ผลิตไฟเบอร์ ระดับอิทธิพลต่อแบนด์วิธ แบนด์วิดท์ของโหมด และการกระจายตัวของวัสดุไม่มีขนาดที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสง โดยทั่วไปแล้ว แหล่งกำเนิดแสง LED และการกระจายตัวของวัสดุเป็นปัจจัยจำกัดหลักของแบนด์วิธลิงก์ สำหรับ VCSEL แบนด์วิธของโหมดปัจจุบันเป็นปัจจัยจำกัดหลักของแบนด์วิดท์ลิงก์
ปัจจัยจากแหล่งกำเนิดแสง VCSEL สามารถอ้างอิงถึงฟลักซ์วงแหวน EF (ฟลักซ์ที่ล้อมรอบ) คำจำกัดความของ Encircled flux ของ VCSEL มีดังนี้ โดยเป็นส่วนสำคัญของพลังงานแสงที่ทำให้เป็นมาตรฐานตามรัศมีแกนกลาง ซึ่งแสดงถึงการกระจายพลังงานแสงระหว่างแต่ละโหมดในแกนกลาง
การกระจายตัวของ EF ควรอยู่ในกล่องสีแดงสองกล่องในภาพด้านล่าง หาก EF ข้ามช่องสีแดงทางด้านขวา แบนด์วิธของลิงก์จะลดลงอย่างมาก
4. ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดการประเมินแบนด์วิธลิงก์
การประเมินแบนด์วิธลิงก์ของไฟเบอร์แบบหลายโหมดเป็นสิ่งสำคัญมากเมื่อใช้ไฟเบอร์แบบหลายโหมดสำหรับการกระจายเครือข่าย เนื่องจากผู้ใช้ไม่สามารถทดสอบเลเซอร์ VCSEL ทั้งหมดและไฟเบอร์ทั้งหมดทีละตัวได้ ตามพารามิเตอร์ข้อมูลจำเพาะของมัลติโหมดไฟเบอร์และเลเซอร์ VCSEL การประเมินแบนด์วิดท์ลิงก์ของไฟเบอร์จะเป็นประโยชน์ในการทราบแบนด์วิดท์ลิงก์ที่ออกแบบไว้
5. ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของมัลติไฟเบอร์
ด้วยความต้องการอัตราแบนด์วิธที่สูงขึ้น ไฟเบอร์แบบหลายโหมดอาจไม่สามารถตอบสนองความต้องการอัตราแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้ เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง นอกจากนี้กระบวนการผลิตเส้นใยมัลติโหมดเองก็มีความซับซ้อนและราคาสูง ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยเลเซอร์ VCSEL ที่มีราคาต่ำ หากเลเซอร์ VCSEL แบบโหมดเดี่ยวที่มีราคาเท่ากันจะมีวางจำหน่ายอย่างแพร่หลายในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ก็อาจเป็นภัยคุกคามต่อการมีอยู่ของไฟเบอร์แบบหลายโหมดได้
อนาคตของไฟเบอร์มัลติโหมดควรใช้คุณสมบัติมัลติโหมดอย่างเต็มที่เพื่อขยายขอบเขตการใช้งาน หากสามารถเอาชนะสิ่งนี้ได้ในอนาคต บางทีประวัติศาสตร์อาจจะหมุนวนมาจากหลายโหมดเป็นโหมดเดียวและกลับไปสู่การใช้งานมัลติโหมดแบบสากล
