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如何确定使用何种光源?

  • 发布日期:2009-08-12 浏览次数372

  单模光纤接口的高速网络设备使用 Fabry-Perot (FP) 激光光源。
用于 LAN 网络中的 FP 激光波长通常为 1310 nm 或者 1550 nm 。使用相似的激光光源来测量单模光纤的损耗。因为用于测量连接损耗的光源与网络设备使用光源的特性相匹配,所以所测损耗与传输的网络信号的损耗十分接近。

  多模光纤则更加复杂一些。设计用于多模光纤的网络设备既可以使用 led 也可以使用激光光源。10/100 Mb 以太网技术的网络设备中多数使用 led 光源。使用激光光源的速度更高网络设备可以支持 1 或 10 Gigabit 网络技术。多模光纤所使用的通常是 VCSEL 型激光器。VCSEL 激光光源发出波长 850 nm 的光束;能提供很高的数据传输速率;由于价格比 FP激光器便宜很多,所以在成本上具有优势。

  850 nm LED 和 850 nm VCSEL 发出的光是不同的。用技术术语来说,这两种光源的发光形态不同。 LED 在多模纤芯的整个截面发光相对均匀。相反, VCSEL 光源发出的光束狭窄,它发出的光集中在纤芯的中心,离开中心后迅速减弱;到接近包层分界面的地方则基本消失。两种不同的发光形态导致损耗测量结果出现差异。

  使用 LED 测量的损耗大于使用 VCSEL 测量的损耗。为了说明这个差异,我们分别用 LED 和 VCSEL 光源来测试一段 200 米长 62.5 μm 的多模光纤。见图 1。在 850 nm 波长值上,使用 LED 与使用 VCSEL 测量的连接损耗相差0.20dB 。在光纤损耗比较紧张的链路中,这种差异可能导致测试结果不合格(Fail)。

光纤链路的认证 –普通(或默认)光源规格与特定光源规格

  TIA 和 ISO 标准规定,光纤链路的认证应该包括:在两个常用波长上对每根光纤的损耗进行测量,并且确认连接中的两根光纤的极性。(水平布线 – 最大长度 100 m – 只需要在一种波长上进行测试。)

  TIA-568-B.1 标准参考了 TIA 526-14 标准,规定了已安装的多模光纤链路的光功率损耗测试,OFSTP-14 标准的附件A 则在新版本中定义了光源的光耦合效率CPR( Coupled Power Ratio),该标准定义了光耦合率的测量方法,把光源分为五类:一类(过填充)到五类(弱填充)。

  一般来讲, LED 光源是1 类光源,而 FP 激光是典型的5 类光源。 TIA-526-14 标准中的 Section 3 讨论的就是这些光源。尤其在 3.1.3 节描述道:

  “测试模块中光源应当与附件A 中定义的1-5 类光源中的某个类型的特性能够匹配,如果在一份参考文件中没有另外指定,则应该使用1 类光源,并且要按照 Section 7.1.3 在测试报告中注明。一类光源测试得出的是损耗的最大值和最保守值。”

  工业标准强调结构化布线系统中光纤传输信号的一般自然状态,他们在安装的链路中不作任何假定。正如上面提到的。那样,LED 光源(CPR 一类)在多模光纤中的信号损失是较大的,因此除非特别需求和指定,结构化布线系统都建议使用led光源来认证测试多模光纤链路,这种测试提供了最差的链路测试结果。

  然而,网络拥有者希望知道光纤链路到底能不能支持一些特定应用。比如,如果安装的链路将用于支持千兆以太网应用,网络工程师会要求当网络设备(交换机、路由器、服务器等)开启的时候,使用与网络设备实际使用相同的光源来评估光纤的损耗性能,在这种情况下,工程师可能会选择用VCSEL 或者FP 激光光源来做测试,由于测试光源与该应用所使用光源类型完全匹配,所以测试的损耗结果最接近实际值。

  当对已经安装的多模光纤链路进行测试看是否能支持升级到千兆以太网应用时,用VCSEL 或者FP 激光光源测试的结果则是更合适的。

  总之,标准默认建议的是使用通用的测试方案,但是对于布线系统的部署来说,如果这个信息与部署相关而且是已知的,网络拥有者或咨询公司可以在部署光纤系统时指定使用其它相关的光源。通用光源就是指CPR 一类光源(LED 光源)。上述讨论的关键在于,如果您需要使用非LED 光源,那么需要在工作文档中指明。。

光纤传输的基本原理

激光VS. LED 光源

  激光发出的是能量非常高、集中(窄)的光束,而 LED 发射出的光束能级较低,光束更分散。而且激光的脉冲频率比 LED 高很多,这是高速网络需要使用激光的主要原因之一。在单模连接中,使用的是传统的 Fabry-Perot 激光器; 新型VCSEL(垂直腔体表面发光)激光器则使用在基于多模光纤的短波长千兆以太网络中。

多模 VS. 单模光纤

  多模光纤与单模光纤在物理上的主要不同之处是光纤的纤芯尺寸。纤芯是传输光信号的中心玻璃导体。多模光纤有两种纤芯尺寸,50.0 μm 和 62.5 μm,而单模光纤只有 9 μm 的纤芯尺寸。多模光纤允许光线在其纤芯以多路径(或者模式)方式传输,而单模光纤,正如它的名字所表达出的,仅允许光线通过单一路径传输。见图2。决定部署多模光纤而不是单模光纤并不是基于光纤自身的成本,而是基于光电子学成本(网络设备成本),以及

 

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