光纤基本分类及其性能评估-基础电子

精品文档-下载后可编辑光纤基本分类及其性能评估-基础电子随着人们生活水平的提高，网络已经融入人们生活中了。是我们生活中不可分割的一部分了。面对众多光纤该如何选择实用的类型，又如何选择质量的光纤产品呢？我为此通过查阅相关资料以及访问相关行业人士，大致整理资料如下，予以大家一同分享。

光纤主要分类

按照传输模式分类，光纤有多模光纤和单模光纤两种。多模光纤可以传输若干个模式，而单模光纤对给定的工作波长只能传输一个模式。目前常用的多模光纤主要有50/125μm和62.5/125μm两种。单模光纤的纤芯直径一般为9/125μm.

多模光纤将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤（MMF:MUltiModeFiber）。纤芯直径为50pm,由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易，在众多LAN中更有优势。所以，在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。GI型的折射率以纤芯中心为，沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看，在纤芯中前进的光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使射出光波失真，色激较大。其结果是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。

依照多模光纤应用，主要分为3类，OM1、OM2和OM3光纤-激光优化带宽（万兆）多模光纤。

OM3（万兆）多模光纤是随着网络应用带宽需求的提高，而被当前更多采用的一种多模光纤，因为普通多模光纤只能支持万兆传输几十米，ISO/IEC11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2022年9月正式颁布。这类光纤是基于50/125,将光纤对LED和激光的传输窗口的两种带宽模式都进行了优化，采用新型的光收发器，可以使OM3标准的光纤系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米。

单模光纤这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMF:SingleModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用广泛的光纤。由于，光纤的纤芯很细（约10μm）而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参数2.4时，理论上，只能形成单模传输。另外，SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤（DePr-essedCladFiber），其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外倒包层的折射率还低。另外，有匹配型包层光纤，其包层折射率呈均匀分布。

光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。但对于有线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：①损耗小；②有一定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高；⑥制造比较简单；⑦价廉等。

光纤性能评估

光纤测试分为一类测试（损耗长度测试）和二类测试（OTDR测试）、色散测试等。

损耗长度测试

光纤链路的衰减是网络中非常重要的性能指标之一，前期的网络设计规划时，要对链路的衰减做出预计算，使其符合系统设备光纤收发设备的光功率要求（对于不同协议和网络应用，光纤可以支持的传输距离是不一样的），这对于网络实施是非常重要的，直接关系到网络是否可以按照设计要求正常运行。损耗长度测试和OTDR测试可以在现场测试。

二类测试

在现场进行的光纤链路验收测试，大家都习惯使用"衰减"或者"损耗"来判断被测链路的安装质量，多数情况下这是非常有效的方法。在ISO11801、TIA568B和GB50312等常用标准中都倾向于使用这种被称作"一类测试"的方法。特点是：测试参数包含"损耗和长度"两个指标，并对测试结果进行"通过/失败"的判断。但一类测试只关心光纤链路的总衰减值是否符合要求，并不关心链路中的可能影响误码率连接点的质量，所以测试的对象主要是低速光纤布线链路。

某些要求高的用户出于"疑虑"或其他原因会提出现场测试光纤的对应等级，比如证明光纤链路是符合OM3而不是OM2.这种测试现场往往是难以实施的，通常只能选择在实验室进行差分模式延迟（DMD）测试。

色散测试

随着OM3型光纤标准的颁布，对其性能测试便成为每个厂商乃至用户的问题，由于OM3光纤针对DMD现象的改进，因此只有测试DMD,才能真正区别OM3光纤与普通光纤的差别。DMD测试的主要是：采用一根5um的单模探针与被测OM3光纤相连，通过单模探针不断向被测光纤发生光脉冲，与此同时，探针进行扫描移动，从光纤轴心向边缘移动，每次移动大约1um.在接受端，每个位置的光脉冲都会被记录并叠加在同一个时域图上以形成DMD指标。到达光脉冲会由于不同路径产生时间差，同时由于光脉冲本身会发散，将这两方面的差异相加，根据标准比对，用以判定OM3光纤是否满足标准。

另外，OM3多模光纤地减少了微分模式延迟（DMD）的影响，确保不同通道的光子能够同时到达检测器。OM3光纤消除了以往多模光纤为支持10Gb/s而使用的昂贵的光端设备，同时又能轻松地将网络性能提高到10Gb/s.支持距离达到300米，这个距离足够连接楼内主干。粗略计算，OM3方案较传统光纤节省了将近30%的总体拥有成本。