不再像以前那麼重要,而10Gbit\/s的傳輸速率成了主要矛盾,可以提供更高帶寬的50μm芯徑多模光纖則倍受青睞。
2.新一代多模光纖光源
傳統的多模光纖網絡常使用的發光二極管
以往傳
傳統的多模光纖網絡常使用的發光二極管統的多模光纖網絡使用發光二極管(LED)做光源。在低速網絡
中這是一種經濟合理的選擇。但二極管是自發輻射發光,激光器是受激發射發光,前者載流子壽命比後者長,因而二極管的調製速率受到限製,在千兆比及其以上網絡中無法使用。另外,二極管與激光器相比,其光束發散角大,光譜寬度寬。注入多模光纖後,激勵起更多的高次模,引入更多波長成份,使光纖帶寬下降。幸運的是850nm垂直腔麵發射激光器(VCSEL)不但具有上述激光器的優點,而且價格與LED基本相同。VCSEL的其他優點是:閾值電流低,可以不經放大,直接用邏輯門電路驅動,在2Ggabit速率下,獲得幾毫瓦的輸出功率;其850nm的發射波長並不適用於標準單模光纖,正好用於多模光纖。在這一波長下,可以使用廉價的矽探測器並有良好的高頻響應;另一個令人矚目的優點是VCSEL的製造工藝可以容易地控製發射光功率的分布,這對提高多模光纖帶寬十分有利。正是由於這些優點,新一代多模光纖標準將采用850nm VCSEL做光源。
3.新一代多模光纖的帶寬
按上麵敘述的激光器與發光管的比較來看,多模光纖使用激光器做光源,其傳輸帶寬應得到大幅度提高。但初步實驗結果表明,簡單地用激光器代替LED做光源,係統的帶寬不僅沒有提高反而降低。經過IEEE專家組的研究發現,多模光纖的帶寬還與光纖中的模功率分布或注入狀態有關。在預製棒製作工藝中,光纖的軸心容易產生折射率凹陷。以前用LED做光源,是過滿注入(OFL—OverFilled Launch),光纖的全部模式(幾百個)都被激勵,每個模攜帶自己的一部分功率。光纖中心折射率的畸變隻影響少數模式的時延特性,對光纖模帶寬的影響相對有限。所測出的多模光纖帶寬,對於用LED做光源的係統是正確的。也就是說可以用這樣測出的帶寬數據估算係統的傳輸速率和距離。但是,當用激光器做光源時,激光器的光斑僅幾微米,發散角也比LED小,因而隻激勵在光纖中心傳輸的少數模式,每個模式都攜帶相當大的一部分功率,光纖中心折射率畸變對這些僅有的、少數模式時延特性的影響,使多模光纖帶寬明顯下降。因此不能用傳統的過滿注入(OFL)方法來測量用激光器做光源的多模光纖的帶寬。
新標準將使用限模注入法(RML—Restricted Mode Launch)測量新一代多模光纖的帶寬。用這種方法測出的帶寬叫“激光器帶寬”或“限模帶寬”,以前用LED做光源測出的帶寬叫“過滿注入帶寬”。兩者分別表示用激光器和LED做光源注入時的多模光纖帶寬。限模注入和多模光纖激光器帶寬的標準由TIA FO—2.2.1任務組起草。目前已完成62.5μm多模光纖檢測規程FOTP—203和FOTP—204(FOTP—Fiber Optic Test Procedure),內容如下:
FOTP—203規定了用來測量多模光纖激光器帶寬的光源的功率分布。要求光源經過一段短的多模光纖耦合之後,其近場強度分布應滿足在中心30μm範圍內光通量大於75%,在中心9μm範圍內光通量大於25%。新標準中沒有推薦使用VCSEL做光源對帶寬進行測量,這是考慮到不同廠家VCSEL的光功率分布差別很大。
FOTP—204規定使用限模光纖將光源耦合入多模光纖進行激光器帶寬測量。限模光纖用來對過滿注狀態進行濾波,限製對多模光纖高次模的激勵。限模光纖是一段芯徑23.5μm,數值孔徑0.208的漸變折射率多模光纖。這種多模光纖折射率梯度指數接近於2。在850nm和1300nm過滿注入條件下應有大於700MHz.km的帶寬。限模光纖的長度應大於1.5米以消除泄漏模,並小於5米以避免瞬態損耗。選取芯徑23.5μm是因為其產生的注入狀態最接近VCSEL。
4.光源的注入
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