多模光纤产品及技术的发展(3)

使用PCVD工艺，长飞公司已经研发并推出了高性能的千兆以太网多模光纤产品，高贝（HiBand）光纤。高贝光纤包括62.5/125um和50/125um两种产品。表2是高贝光纤在Gbit/s以太网中所能达到的传输距离。其中IEEE802.3z是该标准所要求的千兆多模光纤传输距离。比较可以发现，高贝光纤具有更为优越的传输性能，远远超出标准的要求。这和PCVD工艺的优点是一致的。高贝光纤的其他性能指标，如几何、机械、环境及光学指标，与普通多模光纤相同。

表2：新一代多模光纤在GbE的传输距离比较[8]

4.2 10GbE万兆以太网多模光纤 1. 万兆以太网多模光纤的特点

2002年6月通过的10Gbit/s以太网标准IEEE802.3ae将光纤作为唯一的传输媒质。其中对多模光纤，在850nm窗口要求传输距离达到300m以上。这包括两种情况，其一使用正常62.5/125um多模光纤和WWDM激光器光源；其二使用激光器优化的50/125um多模光纤和VCSEL光源。在此我们只涉及这类新

的万兆以太网多模光纤――所谓激光器优化的50/125um多模光纤。 万兆以太网多模光纤有如下特点：

1. 万兆以太网多模光纤只有50/125um一种结构，没有62.5/125um的类型。主要原因在于62.5/125um多模光纤很难达到万兆以太网传输所要求的带宽要求。

2. 万兆以太网多模光纤被优化在850nm窗口，和一般的多模光纤不同。如图7所示，万兆以太网多模光纤的折射率指数比普通多模光纤稍大，其最优带宽波长被移到850nm，以适应IEEE802.3ae标准的要求。

3. 万兆以太网多模光纤的功率注入必须符合标准TIA/EIA-455-203[9]，该标准对注入纤芯的光功率分布定义如下：4.5mm半径内的区域光通量（Encircled Flux） ￡ 30%, 19mm半径内的区域光通量 3 86%。在注入条件和多模光纤均符合标准的条件下，才能保证足够的传输距离。

4. 万兆以太网多模光纤的带宽指标包括两部分，即满注入带宽和有效模带宽。满注入带宽的测量过程和普通多模光纤相同。万兆多模光纤的满注入带宽要求为：850nm窗口大于1500MHz.km，1300nm窗口大于500MHz.km。同时万兆多模光纤要求测量850nm的DMD指标，DMD的测试要求在标准

TIA/EIA-455-220中被详细定义。如要求注入单模850nm脉冲，要求足够小的谱宽和足够短的脉冲长度，以及对探测器的具体要求。当多模光纤的满注入带宽指标和DMD指标均通过要求时，可以认为被测光纤的有效模带宽在850nm大于2000MHz.km，在1300nm大于500MHz.km。需要指出的是，有效模带宽不是一个具体测量所得的带宽大小，而是综合满注入带宽和DMD测量结果后所保证的工作带宽的下限。 万兆以太网多模光纤所具有的上述特点，使其区别于一般的多模光纤，因此在一些标准中它被单独列为一类。图10是与万兆以太网多模光纤有关的一些标准。

图10：万兆以太网多模光纤相关标准

表3：万兆以太网多模光纤850nm测试的DMD模板

2. DMD测试及模板

表3是万兆以太网多模光纤的DMD测试模板。在DMD测试时， 850nm单模光斑的入射位置从多模光纤的纤芯连续向芯/包界面方向移动，位移间隔约1um。在每个位置接收通过被测光纤的波包。计算相对位置的DMD值。如果被测光纤的DMD大小符合表3的六个模板的任何一个，即认为被测光纤通过DMD测试。

表3的DMD由两部分组成，即内模板和外模板。内模板位于外模板之中，且可以在外模板中“浮动”。当内模板要求更为“严格”时，外模板的要求较为“宽松”，反之亦然。这种模板的要求既保证了足够能量的脉冲传输，又保证了万兆多模光纤的生产效率。 3. 长飞万兆以太网多模光纤――超贝光纤

长飞公司已经开发出符合“万兆以太网多模光纤标准”的多模光纤产品，即超贝（MaxBand）光纤。图11是部分超贝光纤850nm满注入带宽的分布情况。可以发现，通过精心设计的超贝光纤70％以上850nm带宽大于1500MHz.km，大于30%的光纤带宽大于3000MHz.km。充分证明了PCVD在多模光纤制造中的优势。表4给出了4个一般的DMD测试结果，可以看出，比较于表3的模板，无论是内模板，还是外模板，超贝光纤的DMD结果都远远小于标准要求。

总之，PCVD工艺的优势完全可以胜任万兆以太网多模光纤的制造，通过工艺改进和制造过程的合理控制，所制造的万兆多模光纤的质量是相当优异的，完全可以保证10Gbit/s以太网中300m以上的传输距离。

图11：超贝光纤的850nm满注入带宽分布

表4：超贝光纤的850nmDMD测试结果

4. 其他的万兆以太网多模光纤

虽然万兆多模光纤的标准只定义了300m传输距离一种光纤类型。但一些光纤制造企业同时推出了其他的万兆多模产品。如在10Gbit/s以太网中达到150m传输距离的多模光纤，以及达到550m以上传输距离的万兆多模光纤。其中代表性的有Corning公司，OFS公司等。同时一些标准组织也在讨论相关的测试标准。但目前，这些产品的指标只是一些企业标准。它们的满注入带宽和DMD指标基本上是激光器优化多模光纤相关指标[6]的一种外推。表5[10]是OFS的LasweWave系列光纤的带宽和DMD比较，可以明显发现这一点，LaserWave500和LaserWaveXL的DMD只给出测试标准FOTP-220，可以根据标准换算。长飞公司也推出了超贝系列光纤：超贝150和超贝300光纤，分别相当于LaserWave150和

LaserWave300。它们在10Gbi/s以太网中可保证大于150m和300m的传输距离。更长传输距离的高贝光纤也可以应客户需求提供。