【doc】PCVD工艺生产用于吉比特以太网的多模光纤
PCVD工艺生产用于吉比特以太网的多模
光纤
PCVD工艺生产用于吉比特以太网的多模光纤 一
.引言
由于使用方便,支持当前IP环境, 以及成本低等方面的原因,基于光纤技 术的吉比特以太网将成为局域网(LAN) 的骨干网络.在主干网或服务器到中枢 区段中使用62.5m多模光纤,并结合连 接62.5m吉比特以太网
标准
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的单模光 纤,将是支持当今应用网最经济合算的 方式,并且为将来更高速的LAN和宽带 视频提供保证.在吉比特以太网标准 下,5ore多模光纤也是可选产品之一. 它的最大好处是,在850nm和1300nm窗 口内,均有500UHz-km的模式带宽,因此 能支持长达550米的吉比特信号传输. 而且,这种光缆一般比62.5m光缆价格 便宜.但是,5ore光纤也有缺点,与 62.5m光纤相比,它对弯曲敏感,如果 安装不当,其弯曲敏感特性将增加系统 的衰减.因此,对于要求符合TIA/EIA一 568A标准的网络,不宜采用50m光纤. 吉比特以太网运行速率为
1.25Gbps,由于发光二极管(LED)速
率慢,并且体积大,已不适应更高的数 据传输速率,因此,需要使用激光源.在 850nm窗口,垂直谐振腔
表
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面发光激光 器(VCSEL)的制造工艺与LED的制造 工艺相似,但具有更窄的谱线宽度,适 用于吉比特甚至速率更高的光纤链路. 在1300nm窗口,法布里一珀罗激光器既 长飞光纤光缆有限公司王铁军
可用于多模光纤,又可用于单模光纤. 于是,吉比特以太网标准802.3z引入了 多模光纤传输激光的标准,同时也带来 了新的物理层问
题
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.当激光以高比特率 发送进入折射率分布不理想的多模光纤 时,光信号将出现比较大的色散,而且 还会产生抖动,称为差分模时延(DMD). 由于光纤本身的缺陷,DMD~H剧了对脉 冲展宽的影响.在1.25Gbps速率下,信 号传不到原来的以太网距离.802.3z标 准不得不以减少1300nm波长下62.5m多 模光纤的最大传输距离作为代价.其它 网络技术~[1ATM,FDDI等用于LAN时也将 遇到类似问题.折射率不完善的多模光 纤对于传输2.5Gbps甚至更高速率存在 着致命的危险.为解决这一问题,光纤 生产者和光纤端机产品生产者都在寻找 自己的解决
方案
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.对于波长13O0nm设备 可以引入—个专用补偿线使激光束偏离
.对于波长 多模光纤中心的危险区
850nm激光源可采用满注入技术.但是,
即使这样,光纤最大连接距离也没法再 增加,网络连线产品成本却大大增加. 根据802.3z标准,即使是增强的 62.5m光纤对千兆以太网的支持也只保 证到275米.采用PcvD工艺生产的 62.5m多模光纤,可以传比802.3z标准 长度更远的距离,而且不需昂贵的补偿 线.
二.工艺分析
PCVD工艺是依靠非等温等离子体来 激活化学反应的.在2.45GHz电磁场的 作用下,进入沉积管内的原料气体被电 离成离子和电子,具有很高的动能.在 负压条件下,这些离子和部分原子能快 速自由地扩散到管内壁而沉积成玻璃 体.在沉积过程中,衬管壁温度通过加 热炉而保持在120013,以保证沉积的均 匀性和稳定性.由于反应能量是以电磁 场的形式直接耦合到衬管内,不受玻璃 管壁厚的热传导性影响,所以谐振腔移 动速度可以很快(4—20米/分钟),于是, 每层沉积厚度很薄.计算机通过流量计 精确控制掺杂气体的流量,使每层沉积 的厚度约1m,流量计精度可达
o.O01sccm,即每层流量都是渐变的,使 多模渐变折射率的分布有更多的细分, 更平滑,更精确地与所要求的数相拟 合.PCVD沉积部分包括多模光纤芯层和 部分包层,因此整个折射率抛物曲面都
是过渡平滑的.在沉积过程中,计算机 监控的在线锗补偿技术彻底消除了折射 率的局部扰动.
在激光源条件下,光纤的带宽不能 完全反映传输信号通过光纤的色散情 况.这是因为带宽是在LED注入整个光 纤芯层部分,激发出约几百个模式的情 况下测量的,反映的是整个折射率剖面 的分布.而用于吉比特以太网传输的激 2000年1月第1期84.
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光源的光斑直径为m,csN光新
直径可达4om,传输功率仪幽一些仳阶 模携带.局部的jI水冲展宽制约占比特以 太的传输距离,此,光纤小心直柽 40m范雨的折射率剖而需严格挖制.折 射率剖面中心由J:错挥发等味?.1陷 折射率和局部扰动比较严重.而『域 _殳足古比特以太激把传输.?域 在熔缔过程中,垠用具有专利技术II:J.P~f
蚀工对折射率剖而?{Jl城进行特殊 处理可队很好的解决这'闸题使光轩 中心激光通过的导光区域折射率曲线甲
)』' 滑而尤陷,有效地控制J'DMDPc?
芝及腐蚀技术生产的光乡f折射串剖面如
图1所示.
图1625m多模光纤折射率剖面
表1,PCVD生产的625m多模光纤连接长度~n8o23z标;隹长度
D14D图用PK!0r删点嚣粜见2南 罔可.沿光纤削面链向备点脉冲展宽 很小.井且各点之lI『J相对『司步.1此 通过光纤瞢{J面沿径任簦点的模式之ihJ 的时延祠s很小,可以仪征光脉冲传输更 远的距离而产戋真.,
(接上页)
因为这些规范制定的结果正把其 保障的GigaSPEED信道规范扩大到 已经变得很紧.棚反,现有的信道规范 已经扩大到适用于1—250}慢而不只 限于1—200t4}iZ如万泰工r的欧美产 品Elite已达到350MBZ.这个信道规箍 一
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图2POVD_T_艺生产的多模光纤差分模时 延lDMDJ
指的是1幢10o公尺内不超过4个点的 连接,包括U1P,资讯插座,用户端日l线, 线丽板和1lO端子板等.F列数值和 等式均适刑于具有完全交连和转接点的 l?米最坏情况的情道(4个点连接).参 见表】
翦人
撼范围略有放宽.放宽幅度在100MItZ时
三.实验结幂
用mD工艺生产的2.5rn多摸光纤 (J-1.25Gpbs以太l啊系统中最大传输距离 和!EEE802.3z标准长度见表1.可见 Pc,DE艺生产的多模光纤可以传得更 远
日.结论
为迎接吉比特太州技术的挑战+ 需要更高带宽的多摸光纤P(,1I]工艺以 其折射率剖面控制'滑,精细的特点, 生产的62.jm多模光纤可在吉比特 _太网络传得更远,对于以后传2.2~bps 或更高速率具有重螫意义网络管理者 在L肼设汁和布线时更加随心所欲.燃 低成本达到更高的速率,更远的距离 约为0.2dB.在200HHZ时F降到0.OdB 这样做的目的是根据最新的[SO6类草案 会议上.6类信道的衰减等式已略有放 宽,以适应FTP/STP构造.在相关的国 家地区和国际标准出瓶6类规范前, 可能仍会有类似的畿小变化,如表2 2000年IJ{第l期85—
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