10G以太网多模光纤详述

　　本文由10G以太网的要求，介绍了新的激光优化多模光纤的性能特征。以及长飞光纤光缆有限公司凭借PCVD （Plasma-activated Chemical Vapor Deposition）工艺的优势，所开发的符合10G以太网传输标准的激光优化多模光纤―超贝光纤。

　　1、10G以太网多模光纤

　　10G以太网使用LD（Laser Diode）作为光源和多模光纤为传输媒介。为了在850nm波长窗口在多模光纤上达到300米以上的传输距离，标准TIA/EIA-455-203［3］和TIA/EIA-492AAAC［4］分别对注入条件和光纤的性能进行了定义。其中要求入纤光功率分布符合FOTP-203标准。标准TIA/EIA-492AAAC规定了850nm波长激光优化的50/125mm梯度折射率多模光纤的具体指标。对光纤带宽的要求为：在满注入OFL（Over-Filled Launch）条件下（TIA/EIA-455-204）［5］，850nm的OFL带宽大于等于1500MHz·km，1300nm的OFL带宽大于等于500MHz·km。同时对纤芯的差分模延迟DMD （Differential Mode Delay） 测试（TIA/EIA-455-220）必须在表1所给出的模板范围内。

　　多模光纤的满注入OFL（Over-filled Launch）带宽反映的是对光纤在LED光源环境下的带宽性能指标，测试时，多模光纤的所有传导模式均被激发［6］。而激光优化多模光纤的DMD测试必须遵从TIA/EIA-455-220［7］标准。该标准定义了DMD测试的整个过程，包括光源，定位装置，接收系统以及测试程序。标准要求注入待测光纤的光斑必须是单模的，在850nm波长，其模场直径约在5mm，而且对光脉冲的时域脉宽和谱宽也做了详细的规定。总之，单模的，足够短，以及窄谱宽的光脉冲是好的。同时对定位系统的精度，注入脉冲的耦合条件，以及接收系统的线性和响应也给出了各自的要求。需要专门的DMD测试装置。

　　根据IEEE802.3ae标准，当光源的功率分布符合TIA/EIA-455-203 标准，同时多模光纤的性能符合TIA/EIA-492AAAC标准时，在850nm波长，保证光纤的有效带宽EBW（Effective Bandwidth）大于2000MHz·km，在10Gigabit的网络系统中达到300米以上的传输距离。

　　2、超贝光纤

　　为什么在100Mbps时可以支持2000米的多模光纤，在1Gbps时只能支持550米？主要原因正是由于多模光纤的DMD现象。经过测试，我们发现，多模光纤在传送光脉冲时，光脉冲在传送过程中会发散展宽，当这种发散状况严重到一定程度后，前后脉冲之间会相互叠加，使得接受端根本无法准确分辨每一个光脉冲信号，这种现象我们称为DMD（Differential Mode Delay）。其主要原因在于：一、纤芯折射率分布的不完美。普通多模光纤由于预期使用于LED光源的网络，在满注入条件下，脉冲能量主要分布在中间模式群，高阶模式群和低阶模式群的影响相对不明显。但在DMD测试中，在不同的入射位置，这些高阶模式群和低阶模式群的影响将导致光脉冲变形和分裂。二、光纤的中心凹陷。光纤的中心凹陷是指在纤芯中心的折射率明显下降的现象。这种凹陷和光纤的制造过程有关。这种中心凹陷将极大地影响光纤的传输特性，降低光纤的性能。