光纤直径和测试用光源

被测试的光纤有两大类,一类是单模光纤,直径只有 8.3~9 微米(OS1/OS2),衰减值和色散值较小,适合长距离传输。另一类是多模光纤,直径常见的有 62.5 微米(OM1 光纤)和50 微米(OM2/OM3/OM4/OM5 光纤)两种规格。衰减和色散值都较大,适于短距离传输。光源和光功率计一般会随仪器成套提供,当然也可以单独提供。比如,有时只用光功率计去测量光收发模块的输出功率或者输入功率是否达标,以此就能判断光模块发送端口发出的光信号强度是否符合要求,或者判断设备收到的光信号强度是否复符合要求。维护人员也可依光线里链路两端收发功率的差值来大致判断光纤损耗是否超差,此时可不用配套光源。

通常,我们使用激光光源配合单模光纤来远距离传输光信号;使用 LED 光源和 VCSEL光源配合多模光纤来传输短距离的光信号。在计算机通信网络中,激光光源常用的波长为1310/1550 微米,次常用波长为 1490/1625 微米,还有一些是不常用光源。VCSEL 光源波长多为 850 微米。在新的测试标准中,测试光纤损耗时要求使用 EF 光源(一般是 850 微米波长)和配套的 EF 测试跳线来测试高速光纤(指数据中心中常用的 OM3/OM4/OM5 等光纤)。

测试用的光源有激光光源(LD)和廉价的 LED 光源,有时也称作单模光源和多模光源(虽是不准确的称谓,但却比较流行),这两种光源一般情况下是不混用的。激光光源(LD 光源)的光束汇聚性好,发散角很小,光谱的能量集中,适合于测试长距离的单模光纤链路。计算机网络中选用的激光光源有两个典型的工作波长 — 1310 微米和 1550 微米(当然还有其它波长);LED 光源的光束发散角大,光子能量分散,多用于测试短距离的多模光纤,经常使用的 LED 光源也有两个典型工作波长 — 850 微米和 1300 微米(当然也还有其它波长)。

VCSEL 激光光源与 LD 激光光源相比是一种准激光光源,汇聚性比 LD 光源稍差,但价格相对便宜,故多用于多模光纤通信模块中。光束发散角只比 LD 激光光源略大一些,适合在多模光纤中测试短距离高速光纤链路时使用。由于 VCSEL 光源常用于千兆和万兆以上的以太网设备,所以测试用的VCSEL光源一般也用来对应测试这些应用的光纤链路衰减值。

不同的光源测试的损耗结果是不一样的。欲获得精确的测试结果需要测试光源和实际应用的光源一致。比如,测试 1G/10G 光纤链路宜使用 VCSEL 光源。需要特别指出的是:由于 OM3/OM4/OM5 是折射率渐变光纤,继续用 LED 光源测试损耗会令其测试时的结果不可信(结果波动偏差普遍超过 40%以上)。所以,针对高速链路较新的测试标准如 TIA568C:2009、ISO11801:2009 等,已彻底放弃使用 LED 光源和 VCSEL 光源,转而改用 EF 光源(Encircle Flux,光环通量)来进行 OM3/OM4/OM5 多模光纤测试。EF光源是一种改进的 LED 光源,它对发出的光子事先进行了环通量(EF)的控制和优化,使得光源中的光子能量大多集中地从光纤的轴心部位射入光纤端面(偏离中心的光能量较弱,如图。配合专用的EF测试跳线,可进一步确保损耗测试结果的稳定性符合要求(波动<10%)。

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