随着传输速度 企业光纤网络的传输速率提高到每秒10千兆(Gb/s)以上, 一个相对较新的术语——”laser-optimized纤维——已经悄悄进入了这个行业的词汇. 什么是激光优化光纤? 你需要知道些什么? “激光优化”这个词到底是什么意思? 了解这些问题的答案将帮助您为企业网络光通信的最新浪潮做好准备.
为什么光纤被“优化”用于激光?
旧的“遗留”光纤系统 (令牌环, 以太网, FDDI, ATM)用于以相对较慢的速度运行的室内应用程序，速度范围为每秒4至155兆比特(Mb/s). 这些系统使用廉价的光源，称为发光二极管(led)。, 它们完全可以适应这些较慢的速度. 多模光纤 在这些系统中使用的是额定的最小带宽，通常是:
- 160兆赫/公里超过62.850 nm处5/125 μm光纤
- 500 MHz/km, 50/125 μm光纤，850 nm
- 在1300海里，两种产品都超过500兆赫/公里
使用过填充发射(OFL)测试方法测试这些光纤的带宽, 用LED精确地复制了真实的表演.
随着对带宽和更高吞吐量需求的增加，特别是在建筑和 校园骨干在美国，led无法跟上步伐. 最大调制速率为622 Mb/s, led不支持1gb /s和更高的传输速率. 人们可以利用传统的激光(法布里-佩罗), 分布反馈)，通常用于单模光纤. 然而，由于在单模光纤上长距离传输需要更高的性能特征，这些都相当昂贵.
在回应, 业界开发了一种新的高速激光光源，称为垂直腔面发射激光器(VCSEL)。. 这些vcsel价格低廉，非常适合低成本的850纳米多模传输系统, 允许企业的数据速率为1gb /s和10gb /s. 随着这些vcsel的出现，多模光纤必须经过“优化”才能与激光器一起工作.
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VCSEL和LED的区别是什么?
VCSELs提供 更高的功率，更窄的光谱宽度，更小的光斑尺寸和更快的数据速率比led. 所有这些优势加起来可以显著提高性能. 当然，前提是光纤本身不会影响性能. 来理解为什么会发生这种情况, 我们需要认识到vcsel和led之间的区别，以及它们如何沿着多模光纤传输信号.
所有led产生 一个平滑的, 均匀输出，始终充满整个光纤芯，并激发光纤中的数百种模式. 光纤的带宽是由光纤中所有模式的综合性能决定的. 如果有几个模态由于模态色散而落后或领先, 它们对带宽的影响很小，因为许多其他模式承载了大部分信号.
VCSEL的能量输出比LED更小，更集中. 结果是, vcsel不能激发多模光纤中的所有模式, 而是一组有限的模式. 光纤的带宽由这组受限制的模式决定, 任何滞后或超前的模式对带宽的影响都要大得多.
通常，VCSEL的功率 会集中在纤维的中心吗, 旧的光纤容易出现折射率分布(光纤核心的关键光导特性)的缺陷或变化。, 导致信号传输不良. 这就是为什么与LED相比，一些光纤在VCSEL中实际上表现不佳的原因.
使事情复杂化， VCSEL的功率分布是不均匀的，并不断波动. 它的面部变化剧烈, 随VCSEL的不同而变化，并随温度和振动波动而变化. 因此，在任何给定时间，单个vcsel将在特定光纤中激发不同的模式. 因为不同的模式携带不同的功率, 光纤的带宽可以以不可预测的方式变化.
为什么激光优化光纤是使用VCSELs的最佳选择?
随着vcsel的出现, 很明显，用于LED系统的传统多模光纤并没有充分利用vcsel的性能优势.
为了充分利用VCSELs提供的优势，光纤制造商开发了 激光优化的多模光纤 (LOMMF). LOMMF经过专门设计、制造和测试，可与vcsel一起高效、可靠地使用.
LOMMFs应该有一个精心设计和精心控制的折射率剖面，以确保最佳的光传输与VCSEL. 精确控制折射率分布最小化模态色散, 也称为差分模式延迟(DMD). 这确保了所有模式, 或者光路, 在光纤中几乎同时到达接收器, 最小化脉冲扩散和, 因此, 最大化的带宽. 通过DMD测试可以获得良好的折射率分布.
vcsel和LOMMF提供了巨大的灵活性和成本效率，可以“释放”企业当前和未来的带宽瓶颈. LOMMF与led和其他光纤应用完全兼容(不需要特殊的连接器或终端，对衰减没有影响). 现在可以安装LOMMF并以较慢的数据速率使用，直到需要将网络速度提高到1 Gb/s甚至10 Gb/s. 此时，您只需要将光学模块升级到基于vcsel的收发器. 没有必要拉新的电缆.
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你能用激光优化的光纤达到10gb /s吗?
不——重要的是要注意，并非所有激光优化的光纤都能达到10gb /s. 如果你的未来是10gb /s的容量, 您必须确保现在安装的LOMMF能够处理10 Gb/s的速度. 第一种激光优化光纤, 在20世纪90年代中期引入市场, 是为1gb /s的应用程序设计的吗. 两种都有.5/125µm和50/125µm设计, 这些光纤扩展了1gb /s系统的覆盖能力，超出了行业标准的规定. 例如，OFS为1gb /s 激光优化62.5纤维 在经济高效的1gb /s 850nm (1000BASE-SX)系统中可以达到300米. 50/125µm光纤提供更大的性能，达到600米或更长. 这些1gb /s的LOMMFs, 加上850纳米vcsel, 考虑到建设主干网和中短校园主干网的最低系统成本
如何测量激光优化光纤的带宽?
由于led具有均匀一致的功率分布，可以激发多模光纤中的所有模式, 传统的OFL带宽测量方法可以准确地预测LED应用中光纤的带宽. 但是因为vcsel只能激发光纤中的某些模式, 以不同的方式, 如果光纤要用于VCSEL应用程序，OFL带宽测量不能预测光纤的带宽.
现在应该很清楚为什么光纤制造商开发激光优化光纤了, 以及为什么DMD测试如此重要. 折射率必须经过良好的设计和控制，以确保所有模式显示最小的DMD，并同时到达光纤的另一端. 不管光纤中的哪一种模式在引导光线, 这些模式将具有最小的DMD并提供高带宽.
在DMD测试中应该寻找什么?
DMD测试提供了一幅清晰的图像，显示各个模组如何在光纤中传输光, 以及哪些模式组会导致DMD. 事实上, 这种情况是如此清楚，以至于标准要求光纤进行dmd测试，以确保有足够的带宽满足10gb /s应用程序的额定距离.
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托尼Irujo 是OFS的光纤销售工程师，OFS是世界领先的光纤设计、制造和供应商 光纤, 光缆光纤到用户(以前)和特种光子产品. Tony为多模和单模光纤提供技术销售和市场支持.
Tony在光纤制造，测试和应用方面拥有25年的经验. 1993年，他开始在SpecTran担任质量和工艺工程师，后来在朗讯和OFS担任更以客户为中心的职位. 他在TIA的光纤局域网部门(FOLS)代表OFS, 撰写了几篇beat365登录光纤技术和应用的论文，并经常在行业活动中发表演讲. 托尼拥有斯普林菲尔德西部新英格兰学院机械工程学士学位, MA.