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本地网络(ＬＡＮ)用多模光纤的选择方法 [复制链接]

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少将

注册：2007-6-25

发表于 2007-7-11 16:06:00 |显示全部楼层

本地网络（ＬＡＮ）中，包括校园网络，采用的都是多模光纤。这种选择主要是由于单模收发机昂贵，同时单模光纤连接较难和费用较高。常用的多模光纤中主要有Ａ１ａ类５０／１２５μｍ和Ａ１ｂ类６２．５／１２５μｍ两种类型。对本地网络，在发展吉比特（Ｇｉｇａｂｉｔ）以太网（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）标准以前，没有更多安装那种多模光纤的讨论。由于６２．５／１２５μｍ光纤芯径大数值孔径大具有较强的集光能力，是最普遍的多模选择。当前，大多数光纤网络在他们的主干和竖直布线中使用的都是６２．５／１２５μｍ光纤分布式数据接口（ＦＤＤＩ）梯度多模光纤，某些情况下，也使用在通往各工作站的路由中。可是，由于６２．５／１２５μｍ光纤固有的性质，在８５０ｎｍ的模式带宽小于２００ＭＨｚ·ｋｍ，使用上受到限制。目前的这两种多模光纤都能提供支撑如以太网（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）、令牌环（ＴｏｋｅｎＲｉｎｇ）和ＦＤＤＩ协议在标准规定的距离内所需的带宽（如表１），其性能已被过去十几年的应用所证明。二者具有同样的包层直径和机械性能，在１３００ｎｍ能提供类似的带宽，二者都能升级到Ｇｉｇａｂｉｔ的速率，标准组织接受了这两种光纤。当速率提高时，就提出了使用哪种光纤好的问题，６２．５ μｍ与５０μｍ多模光纤有哪些差别，哪种光纤更适合于用户使用，选择光纤时应考虑哪些因素。答案是：具体情况具体分析。一方面，主要取决于网络的要求，即该网络在今后几年将需要支撑哪些应用和需要多长的链路长度；另一方面，也取决于是安装新线路，还是老线路升级。　　１．光纤标准和技术指标     　　在讨论怎样选择光纤以前，先先容一下多模光纤标准。国际电工委员会（ＩＥＣ）在ＩＥＣ６０７９３—２（１９９８，第４版）《光纤第２部分产品规范》中规定了各种多模光纤的技术指标。在２０００年发布的修订件２文稿草案（８６Ａ／５６３／ＣＤＶ）中，对ＩＥＣ６０７９３—２中的内容作了较多的修改。Ａ类多模光纤中，取消了Ａ１ｃ（８５／１２５μｍ）类光纤，对Ａ１ａ（５０／１２５μｍ）、Ａ１ｂ（６２．５／１２５μｍ）和Ａ１ｄ（１００／１４０μｍ）类三种光纤的尺寸参数（包层／涂覆层同心度）、机械性能、传输参数（衰减和带宽）作了新规定。表２、表３、表４分别列出了尺寸参数、机械性能和传输参数的技术指标。     　　Ａ１ａ、Ａ１ｂ类两种光纤的机械性能相同，光纤筛选应力从不低于０．３５Ｇｐａ增加到０．６９Ｇｐａ，说明本地网对光纤的机械性能要求苛刻了。表４中只规定了光纤传输参数的范围，取消了原来的等级划分。     　　为了给用户提供带宽应用指南，ＩＥＣ６０７９３—２中增加了附录Ａ。在附录Ａ的两个表中给出了Ａ１类多模光纤所支撑的一些应用和Ａ１ａ、Ａ１ｂ类多模光纤商用的带宽指标，分别如本文表５、表６所列。　　２．Ａ１ａ类５０μｍ与Ａ１ｂ类６２．５μｍ两种光纤的差别　　从ＩＥＣ标准可知，虽然二者具有同样的１２５μｍ包层直径和机械性能，然而二者之间有些重要的差别影响速率升级。物理特性上，二者的芯直径不同。在使用性能上，主要差别表现为光纤的带宽（或者说信息载送的容量）以及与光源ＬＥＤ的耦合效率。需要支撑的带宽取决于数据速率，带宽实际上以带宽－距离乘积表示（ＭＨｚ·ｋｍ）。当数据速率提高时，能传送的距离就减小。因此，较高的带宽能够传送较高的速率或较长的距离。在８５０ｎｍ波长，５０／１２５μｍ多模光纤的带宽（５００ＭＨｚ·ｋｍ）是６２．５／１２５μｍＦＤＤＩ梯度多模光纤带宽（１６０ＭＨｚ·ｋｍ）的三倍多。然而，５０μｍ较小的芯径减小了基于ＬＥＤ应用的功率富裕度，从而减小了链路中允许的接头数和减少了受功率限制支撑的距离。     　　虽然带宽是决定链路长度和数据速率的决定性的因素，但不是唯一的因素。发射机和接受机的特性也起着决定性的作用。例如：对于８５０ｎｍ波长Ｇｉｇａｂｉｔ以太网，６２．５μｍ多模光纤带宽值能支撑的链路长度为２２０ｍ，５０μｍ多模光纤带宽值能支撑的链路长度为５５０ｍ，见表１。     　　当今，随着８５０ｎｍ低价格激光器的出现和广泛应用，如竖直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ），８５０ｎｍ窗口重要性增加了。ＶＣＳＥＬ能以比长波长激光器低的价格给用户提高网络速率。因为５０μｍ光纤在８５０ｎｍ窗口具有较高的带宽，使用低价格ＶＣＳＥＬ能支撑较长距离的传输，它更适合于骨干Ｇｉｇａｂｉｔ以太网和高速率的协议支撑较长的距离。两种光纤在３００ｍ的长度内都能提供足够的带宽。对很多用户，包括了他们大楼内的主干线和水平布线。有几种新型６２．５μｍ光纤，对Ｇｉｇａｂｉｔ以太网能提供３００ｍ甚至５００ｍ的保证。　　３．应用的选择下面分两种情况讨论：     　　（１）已有线路升级　　虽然５０μｍ光纤与低价格ＶＣＳＥＬ的结合具有好的网络升级的性能。但是如果已经有了安装好的６２．５μｍ光纤光缆线路，当网络升级时是否一定需要再安装新的光缆呢？不一定。如果你已经有了老的ＦＤＤＩ级梯度６２．５μｍ多模光纤，你就有了支撑１５０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ的速率传送２ｋｍ的带宽构架。如果你需要超过现有构架标准，你就有几种升级的途径可供选择。如上所述，使用已安装的６２．５μｍ光纤光缆和１３００ｎｍ激光器结合仍然能够升级到Ｇｉｇａｂｉｔ以太网高速率协议，与５０μｍ光纤同样，可以支撑５５０ｍ链路长度。因为这里使用的１３００ｎｍ激光器的价格不是最低，因此还应该将这种方案与从新铺设全部线路或部分线路的价格相比较。     　　此外，波分复用（ＷＤＭ）技术能够增加系统的容量和延长光缆的长度。虽然ＷＤＭ在单模光纤系统中已广泛被应用，但多模光纤的波分复用（ＷＤＭ）技术尚无标准，一些企业目前正在开发多模光纤ＷＤＭ系统，寻求应用较少波长通道、宽波长间隔以降低波分复用价格的途径。Ａｇｉｌｅｎｔ企业在１３００ｎｍ附近应用４波长通道、宽间隔波分复用（ＷＷＤＭ），能够适合在已安装的光纤链路距离内满足更多数据网络的应用。这种方法类似于使用多根光纤，数据流在分开的独立的时钟通道传输。ＷＷＤＭ的成功应用将多半取决于生产这种复杂光组件低价格的程度。     　　最后，作为一种选择，人们还可以在延长当前的６２．５μｍ光纤本地网络（ＬＡＮ）时，对新延长的线路部分使用５０μｍ光纤。这种情况下，最保守的策略是通过一个开关将两部分ＬＡＮ连接起来。     　　（２）新建线路     　　如果使用新敷设的光纤进行扩容升级，有下面几种选择：     　　首先应该从估算系统的传输速率和距离要求开始。对于在长度达５５０ｍ链路上传输Ｇｉｇａｂｉｔ速率的应用场合，５０／１２５μｍ多模光纤提供了一个既能支撑短波长（ＳＸ）又能支撑长波长（ＬＸ）的布线结构解决方案，使它成为一个具有优良扩容升级性能的价格－效益选择。     　　１０－Ｇｉｇａｂｉｔ以太网已经开始讨论，多模光纤解决方案也已经在发展之中，标准可望至２００２年初出台。下一代５０μｍ多模光纤的标准正在由国际标准委员会／国际电工委员会（ＩＳＯ／ＩＥＣ）和电信工业联盟（ＴＩＡ－ＴＲ４２）研究。新的多模光纤提高了８５０ｎｍ的带宽，应用８５０ｎｍ激光器和简单的两级编码技术，足以支撑１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ传输至３００ｍ。这种解决方案将能够应用短波长ＶＣＳＥＬ技术，是一个低价格高带宽的解决方案。ＩＥＥＥＧｉｇａｂｉｔ以太网标准委员会（ＩＥＥＥ－８０２．３）应用该技术和其它技术正在对１０－Ｇｉｇａｂｉｔ以太网研究一个协议。     　　针对目前的状况，美国康宁、朗讯企业和阿尔卡特均推出了多模光纤新产品，改善了模式带宽。朗讯多模光纤称做Ｌａｚｒ－ＳＰＥＥＤ，康宁的光纤为ＩｎｆｉｎｉＣｏｒｅｒ　系列。这两种光纤的带宽都能达到２０００ＭＨｚ·ｋｍ。已经证明，和窄带激光器结合使用时，Ｌａｚｒ－ＳＰＥＥＤ５０／１２５μｍ多模光纤能传送１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ数据超过１ｋｍ。阿尔卡特的光纤称做ＧＩＧＡｌｉｔｅＴＭ，它的带宽保证了安装的光纤主干支撑Ｇｉｇａｂｉｔｔ速率传输距离超过５００ｍ。这些结果表明，多模光纤使用８５０ｎｍ波长是Ｇｉｇａｂｉｔ速率的最经济的选择，８５０ｎｍ激光器和这些新一代多模光纤相结合是企业内部数据链路升级的有效途径。　　４．结束语     　　当本地网络（ＬＡＮ）速率提高时，究竟选择哪种多模光纤，是使用５０／１２５μｍ多模光纤好呢，还是６２．５／１２５μｍ多模光纤好呢？答案是：具体情况具体分析。一方面，主要取决于网络的要求，即该网络在今后几年将需要支撑那些应用和需要多长的链路长度；另一方面，也取决于是安装新线路，还是老线路升级。不管你是升级已安装的本地网络或延伸光纤至水平布线，还是打算布放新的光纤网络线路，多模光纤将继续为运营者提供可靠的网络性能和从今天到明天升级的直接有效途径。

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