專注福祿克測試儀銷售與技術

????? 眾所周知，光纜系統在傳輸光信號時，離不開光收發器和光纖。光收發器的種類主要有兩大類：發光二極管(LED)和激光發光器(Laser)。?雖然在性能上，激光發光器遠遠優于發光二極管，但是由于制造成本的問題，使絕大多數局域網用戶一直難以負擔激光發光器的高昂價格。直到最近，一種新型發光器件垂直腔表面發光器VCSELs(Vertical?cavity?surface?emitting?lasers)的出現，才解決了這個問題。VCSELs吸收了激光發光器件的性能優勢如響應速度高，傳輸光譜窄，和發光二極管的優勢如藕合效率高及成本低廉。因此，采用低成本高性能的VCSELs發光器件，配合多模光纜的方式可以傳輸高達10Gb/s的信號。

　　但是，另一個問題又出現在用戶面前，即傳輸距離。使用光纜的用戶除了傳輸速率外，還對傳輸距離有要求。實驗證明，傳統多模光纜，不論是50μm還是62.5μm，雖然可以支持10Gb/s的網絡傳輸，但其支持距離都在100米以內，這對網絡主干的應用是根本無法滿足的。

　　多模光纖的傳輸瓶頸——DMD

　　為什么在100Mbps時可以支持2000米的多模光纖，在1Gbps時只能支持550米?其主要原因正是由于多模光纖的DMD現象。經過測試，我們發現，多模光纖在傳送光脈沖時，光脈沖在傳送過程中會發散展寬，當這種發散狀況嚴重到一定程度后，前后脈沖之間會相互疊加，使得接受端根本無法準確分辨每一個光脈沖信號(見下圖)，這種現象我們稱為DMD(Differential?Mode?Delay)。產生的主要原因在于，多模光纖中同一個光脈沖包含多個模態分量，從光傳輸的角度看，每一個模態分量在光纖中傳送所走的路徑不同，例如，沿光纖中心直線傳送的光分量，與通過光纖包層反射傳送的光分量具有不同的路徑。從電磁波角度看，在多模光纖內徑中的這個三維空間內包含著很多模態(300-1100)分量，其構成十分復雜。

　　當我們采用像LED這樣的發光器件時，面光源LED發射的光充滿在整個光纖中(我們稱為overfilled模型)。光能量均勻分布在所有的模態分量中。由于不同路徑傳送的光分量到達時間存在差異，因而光脈沖會逐漸變寬。但是，由于能量均勻分布，每一個光分量對整個光脈沖的影響反而很小，在技術上，我們將這種帶寬稱為Overfilled?Launch?Bandwidth(OFB);當我們把LED換成Laser時，情況會變得不同，由于激光只包含很少幾個模態分量，因而每個光分量攜帶的能量十分集中，這樣一來每個光分量反而會對整個光脈沖產生重要的影響。舉一個極端的例子，如果只存在兩個模態分量，它們到達的時間不同，因而會導致整個光脈沖的嚴重發散。

　　由于LED發光器件本身的性能局限，在1Gbps以上的高速應用中，發光器件主要采用激光發光器件,而傳統多模光纖從標準上和設計上均以LED方式為基礎，因此，由于兩種發光器件傳輸方式的不同，必須對光纖本身進行改造，以適應光源的變化。因此，ISO/IEC?11801著手制定了新的多模光纖標準等級，即OM3類別，并在2002年9月正式頒布。而Avaya公司的SYSTIMAX?SCS結構化布線系統中，已經先于國際標準推出了我公司的OM3型多模光纖-LazerSPEED解決方案，針對目前潛在的10Gb/s網絡應用。

　　ISO標準中對多模光纖的重新分類，OM1指目前傳統62.5μm多模光纖，OM2指目前傳統50μm多模光纖，OM3是新增的萬兆光纖。注意光纖帶寬指標的兩種模式，Overfilled?Launch?Bandwidth是針對LED發光器件的匹配指標，而Laser?Bandwidth是針對新型激光發光器件的匹配指標。OM3光纜同時在兩種模式下都進行了優化。另外一個需要注意的是傳送波長的選擇，850nm還是1300nm。雖然波長越長，性能會越好，但是發光器件的造價會成倍增長，因此，用戶如果可能，盡量選擇短波長應用系統以降低成本。例如，新型VCSELs發光器件就是以短波長為應用環境，而標準Laser發光器件主要用于長波長環境。

　　OM3光纖的測試問題

　　DMD測試的主要步驟是：采用一根5μm的單模探針與被測OM3光纖相連，通過單模探針不斷向被測光纖發生光脈沖，與此同時，探針進行掃描移動，從光纖軸心向邊緣移動，每次移動大約1μm。在接收端，每個位置的光脈沖都會被記錄并疊加在同一個時域圖上以形成DMD指標。到達光脈沖會由于不同路徑產生時間差，同時由于光脈沖本身會發散，將這兩方面的差異相加，根據標準比對，用以判定OM3光纖是否滿足標準。下圖圖示說明了這種測試的情況：

　　由于上述測試需要極其精密的設備，和測試方法。目前用戶不可能在現場進行測試，只能由專門的實驗室進行測試，Avaya公司SYSTIMAX實驗室是目前少數幾個可以進行上述測試的地方之一。值得高興的是福祿克Fluke DTX-1800加上自己獨有的DTX-SFM2或者DTX-MFM2能夠很好的進行OM3光纖的測試。

　　OM3光纖的性能優勢

　　由于用戶在網絡應用中面臨的升級壓力，從現在的1Gb/s，到未來的10Gb/s，如何針對現在的應用和實現未來平滑的升級過度，是每個用戶都需要仔細考慮的問題。