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光纖基本分類及其性能評(píng)估

出處:mylovetus 發(fā)布于:2011-08-11 12:40:42

  隨著人們生活水平的提高,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)融入人們生活中了。是我們生活中不可分割的一部分了。面對(duì)眾多光纖該如何選擇實(shí)用的類型,又如何選擇質(zhì)量的光纖產(chǎn)品呢?小編為此通過(guò)查閱相關(guān)資料以及訪問(wèn)相關(guān)行業(yè)人士,大致整理資料如下,予以大家一同分享。

  光纖主要分類

  按照傳輸模式分類,光纖有多模光纖和單模光纖兩種。多模光纖可以傳輸若干個(gè)模式,而單模光纖對(duì)給定的工作波長(zhǎng)只能傳輸一個(gè)模式。目前常用的多模光纖主要有50/125μm和62.5/125μm兩種。單模光纖的纖芯直徑一般為9/125μm.

  多模光纖將光纖按工作彼長(zhǎng)以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯直徑為50pm,由于傳輸模式可達(dá)幾百個(gè),與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。自從出現(xiàn)SMF光纖后,似乎形成歷史產(chǎn)品。但實(shí)際上,由于MMF較SMF的芯徑大且與LED光源結(jié)合容易,在眾多LAN中更有優(yōu)勢(shì)。所以,在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進(jìn)行分類時(shí),有:漸變(GI)型和階躍(SI)型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為,沿向包層徐徐降低。從幾何光學(xué)角度來(lái)看,在纖芯中前進(jìn)的光束呈現(xiàn)以蛇行狀傳播。由于,光的各個(gè)路徑所需時(shí)間大致相同。所以,傳輸容量較SI型大。SI型MMF光纖的折射率分布,纖芯折射率的分布是相同的,但與包層的界面呈階梯狀。由于SI型光波在光纖中的反射前進(jìn)過(guò)程中,產(chǎn)生各個(gè)光路徑的時(shí)差,致使射出光波失真,色激較大。其結(jié)果是傳輸帶寬變窄,目前SI型MMF應(yīng)用較少。

  依照多模光纖應(yīng)用,主要分為3類,OM1、OM2和OM3光纖-激光優(yōu)化帶寬(萬(wàn)兆)多模光纖。

  OM3(萬(wàn)兆)多模光纖是隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶寬需求的提高,而被當(dāng)前更多采用的一種多模光纖,因?yàn)槠胀ǘ嗄9饫w只能支持萬(wàn)兆傳輸幾十米, ISO/IEC 11801制定了新的多模光纖標(biāo)準(zhǔn)等級(jí),即OM3類別,并在2002年9月正式頒布。這類光纖是基于50/125,將光纖對(duì)LED和激光的傳輸窗口的兩種帶寬模式都進(jìn)行了優(yōu)化,采用新型的光收發(fā)器,可以使OM3標(biāo)準(zhǔn)的光纖系統(tǒng)能夠在多模方式下至少支持萬(wàn)兆傳輸至300米。

  單模光纖這是指在工作波長(zhǎng)中,只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖,通常簡(jiǎn)稱為單模光纖(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有線電視和光通信中,是應(yīng)用廣泛的光纖。由于,光纖的纖芯很細(xì)(約10μm)而且折射率呈階躍狀分布,當(dāng)歸一化頻率V參數(shù)<2.4時(shí),理論上,只能形成單模傳輸。另外,SMF沒(méi)有多模色散,不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬,再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中,因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖(DePr-essed Clad Fiber),其包層形成兩重結(jié)構(gòu),鄰近纖芯的包層,較外倒包層的折射率還低。另外,有匹配型包層光纖,其包層折射率呈均勻分布。

  光纖的種類很多,根據(jù)用途不同,所需要的功能和性能也有所差異。但對(duì)于有線電視和通信用的光纖,其設(shè)計(jì)和制造的原則基本相同,諸如:①損耗??;②有一定帶寬且色散?。虎劢泳€容易;④易于成統(tǒng);⑤可靠性高;⑥制造比較簡(jiǎn)單;⑦價(jià)廉等。

  光纖性能評(píng)估

  光纖測(cè)試分為一類測(cè)試(損耗長(zhǎng)度測(cè)試)和二類測(cè)試(OTDR測(cè)試)、色散測(cè)試等。

  損耗長(zhǎng)度測(cè)試

  光纖鏈路的衰減是網(wǎng)絡(luò)中非常重要的性能指標(biāo)之一,前期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí),要對(duì)鏈路的衰減做出預(yù)計(jì)算,使其符合系統(tǒng)設(shè)備光纖收發(fā)設(shè)備的光功率要求(對(duì)于不同協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,光纖可以支持的傳輸距離是不一樣的),這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)實(shí)施是非常重要的,直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)是否可以按照設(shè)計(jì)要求正常運(yùn)行。損耗長(zhǎng)度測(cè)試和OTDR測(cè)試可以在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

  二類測(cè)試

  在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的光纖鏈路驗(yàn)收測(cè)試,大家都習(xí)慣使用"衰減"或者"損耗"來(lái)判斷被測(cè)鏈路的安裝質(zhì)量,多數(shù)情況下這是非常有效的方法。在ISO11801、TIA568B和GB50312 等常用標(biāo)準(zhǔn)中都傾向于使用這種被稱作"一類測(cè)試"的方法。特點(diǎn)是:測(cè)試參數(shù)包含"損耗和長(zhǎng)度"兩個(gè)指標(biāo),并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行"通過(guò)/失敗"的判斷。但一類測(cè)試只關(guān)心光纖鏈路的總衰減值是否符合要求,并不關(guān)心鏈路中的可能影響誤碼率連接點(diǎn)的質(zhì)量,所以測(cè)試的對(duì)象主要是低速光纖布線鏈路。

  某些要求高的用戶出于"疑慮"或其他原因會(huì)提出現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試光纖的對(duì)應(yīng)等級(jí),比如證明光纖鏈路是符合OM3而不是OM2.這種測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)往往是難以實(shí)施的,通常只能選擇在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行差分模式延遲(DMD)測(cè)試。

  色散測(cè)試

  隨著OM3型光纖標(biāo)準(zhǔn)的頒布,對(duì)其性能測(cè)試便成為每個(gè)廠商乃至用戶的問(wèn)題,由于OM3光纖針對(duì)DMD現(xiàn)象的改進(jìn),因此只有測(cè)試DMD,才能真正區(qū)別OM3光纖與普通光纖的差別。DMD測(cè)試的主要是:采用一根5um的單模探針與被測(cè)OM3光纖相連,通過(guò)單模探針不斷向被測(cè)光纖發(fā)生光脈沖,與此同時(shí),探針進(jìn)行掃描移動(dòng),從光纖軸心向邊緣移動(dòng),每次移動(dòng)大約1um.在接受端,每個(gè)位置的光脈沖都會(huì)被記錄并疊加在同一個(gè)時(shí)域圖上以形成DMD指標(biāo)。到達(dá)光脈沖會(huì)由于不同路徑產(chǎn)生時(shí)間差,同時(shí)由于光脈沖本身會(huì)發(fā)散,將這兩方面的差異相加,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)比對(duì),用以判定OM3光纖是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。

  另外,OM3多模光纖地減少了微分模式延遲(DMD)的影響,確保不同通道的光子能夠同時(shí)到達(dá)檢測(cè)器。OM3光纖消除了以往多模光纖為支持10Gb/s而使用的昂貴的光端設(shè)備,同時(shí)又能輕松地將網(wǎng)絡(luò)性能提高到10Gb/s.支持距離達(dá)到300米,這個(gè)距離足夠連接樓內(nèi)主干。粗略計(jì)算,OM3方案較傳統(tǒng)光纖節(jié)省了將近30%的總體擁有成本。

  以上是光纖基本分類和基本評(píng)估測(cè)試的部分方法,除此之外,在響應(yīng)提倡綠色環(huán)保的今天,光纖光纜的總體驗(yàn)收方面還應(yīng)該考慮綠色節(jié)能,智能化,安全性、穩(wěn)定性、有效性等方面的綜合。為此也提倡廣大采購(gòu)商加強(qiáng)對(duì)光纖的認(rèn)識(shí),普及相關(guān)知識(shí),通過(guò)全方位的考慮,選擇綜合性能的光纖。


  
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