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技術專欄

關于光纖直徑和測試用光源

文章來源:山東朗坤  發布日期: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送端口發出的光信號強度是否符合要求,或者判斷設備收到的光信號強度是否復符合要求。維護人員也可依光線里鏈路兩端收發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。在計算機通信網絡中,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(指數據中心中常用的 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。計算機網絡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 光源的光束發散角大,光子能量分散,多用于測試短距離的多模光纖,經常使用的 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設備,所以測試用的VCSEL光源一般也用來對應測試這些應用的光纖鏈路衰減值。
      不同的光源測試的損耗結果是不一樣的。欲獲得精確的測試結果需要測試光源和實際應用的光源一致。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,繼續用 LED 光源測試損耗會令其測試時的結果不可信(結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,轉而改用 EF 光源(Encircle Flux,光環通量)來進行 OM3/OM4/OM5 多模光纖測試。EF光源是一種改進的 LED 光源,它對發出的光子事先進行了環通量(EF)的控制和優化,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果的穩定性符合要求(波動<10%)。
EF光源可以減少測試結果的不確定性波動  
     EF光源可以減少測試結果的不確定性波動                          傳統的卷軸
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