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技術(shù)專欄

關(guān)于光纖直徑和測試用光源

文章來源:山東朗坤  發(fā)布日期:2020-03-23
      被測試的光纖有兩大類,一類是單模光纖,直徑只有 8.3~9 微米(OS1/OS2),衰減值和色散值較小,適合長距離傳輸。另一類是多模光纖,直徑常見的有 62.5 微米(OM1 光纖)和50 微米(OM2/OM3/OM4/OM5 光纖)兩種規(guī)格。衰減和色散值都較大,適于短距離傳輸。光源和光功率計一般會隨儀器成套提供,當然也可以單獨提供。比如,有時只用光功率計去測量光收發(fā)模塊的輸出功率或者輸入功率是否達標,以此就能判斷光模塊發(fā)送端口發(fā)出的光信號強度是否符合要求,或者判斷設(shè)備收到的光信號強度是否復(fù)符合要求。維護人員也可依光線里鏈路兩端收發(fā)功率的差值來大致判斷光纖損耗是否超差,此時可不用配套光源。
      通常,我們使用激光光源配合單模光纖來遠距離傳輸光信號;使用 LED 光源和 VCSEL光源配合多模光纖來傳輸短距離的光信號。在計算機通信網(wǎng)絡(luò)中,激光光源最常用的波長為1310/1550 微米,次常用波長為 1490/1625 微米,還有一些是不常用光源。VCSEL 光源波長多為 850 微米。在新的測試標準中,測試光纖損耗時要求使用 EF 光源(一般是 850 微米波長)和配套的 EF 測試跳線來測試高速光纖(指數(shù)據(jù)中心中常用的 OM3/OM4/OM5 等光纖)。
       測試用的光源有激光光源(LD)和廉價的 LED 光源,有時也稱作單模光源和多模光源(雖是不準確的稱謂,但卻比較流行),這兩種光源一般情況下是不混用的。激光光源(LD 光源)的光束匯聚性好,發(fā)散角很小,光譜的能量集中,適合于測試長距離的單模光纖鏈路。計算機網(wǎng)絡(luò)中選用的激光光源有兩個典型的工作波長 — 1310 微米和 1550 微米(當然還有其它波長);LED 光源的光束發(fā)散角大,光子能量分散,多用于測試短距離的多模光纖,經(jīng)常使用的 LED 光源也有兩個典型工作波長 — 850 微米和 1300 微米(當然也還有其它波長)。
VCSEL 激光光源與 LD 激光光源相比是一種準激光光源,匯聚性比 LD 光源稍差,但價格相對便宜,故多用于多模光纖通信模塊中。光束發(fā)散角只比 LD 激光光源略大一些,適合在多模光纖中測試短距離高速光纖鏈路時使用。由于 VCSEL 光源常用于千兆和萬兆以上的以太網(wǎng)設(shè)備,所以測試用的VCSEL光源一般也用來對應(yīng)測試這些應(yīng)用的光纖鏈路衰減值。
不同的光源測試的損耗結(jié)果是不一樣的。欲獲得精確的測試結(jié)果需要測試光源和實際應(yīng)用的光源一致。比如,測試 1G/10G 光纖鏈路宜使用 VCSEL 光源(如福祿克 GFM-2 模塊)。需要特別指出的是:由于 OM3/OM4/OM5 是折射率漸變光纖,繼續(xù)用 LED 光源測試損耗會令其測試時的結(jié)果不可信(結(jié)果波動偏差普遍超過 40%以上)。所以,針對高速鏈路較新的測試標準如 TIA568C:2009、ISO11801:2009 等,已徹底放棄使用 LED 光源和 VCSEL 光源,轉(zhuǎn)而改用 EF 光源(Encircle Flux,光環(huán)通量)來進行 OM3/OM4/OM5 多模光纖測試。EF光源是一種改進的 LED 光源,它對發(fā)出的光子事先進行了環(huán)通量(EF)的控制和優(yōu)化,使得光源中的光子能量大多集中地從光纖的軸心部位射入光纖端面(偏離中心的光能量較弱,如圖。配合專用的EF測試跳線,可進一步確保損耗測試結(jié)果的穩(wěn)定性符合要求(波動<10%)。



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