大約20年前,隨著850nm垂直腔面發射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)的成熟與商用,850nm VCSEL激光器立即成為多模通信系統的主要光源。VCSEL激光器光斑大小約為30微米(見圖2),具有穩定性好、壽命長、價格便宜等優點。
為了提高基于850nm VCSEL激光器的多模光纖傳輸系統的傳輸容量和距離,OM3光纖應運而生了。為了配合850nm VCSEL激光器,與傳統OM2光纖相比,OM3光纖主要做了以下改進:
1. 針對850nm波長,優化了光纖的設計,使光纖在850nm波長帶寬最優。
2. 針對VCSEL激光器模式特點,引入了“有效模式帶寬”,“有效模式帶寬”用于評估采用VCSEL激光器時多模光纖的帶寬,OM3光纖對“有效模式帶寬”進行了規范,從而確保光纖在使用VCSEL激光器時的傳輸性能。后來的OM4光纖是在OM3光纖的基礎上繼續提高了“有效模式帶寬”的指標要求。而OM2光纖對“有效模式帶寬”沒有要求。
OM3~OM5是基于VCSEL激光器作為光源設計的。OM5光纖稱為寬帶多模光纖,在850nm~950nm波長范圍內都具有高帶寬,在850nm~950nm波長范圍內采用波分復用技術,進行100Gb/s 及以上高速傳輸。
根據 IEEE 802.3系列以太網標準,OM2~OM5光纖在10G~400G系統的傳輸距離見表1。在40G、100G、400G系統中,采用的并行技術和波分復用技術。
速率(Gb/s) | 標準 | 波長(nm) | 最大傳輸距離(m) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
OM2 | OM3 | OM4 | OM5 | |||
10 | 10GBASE-SR | 850 | 82 | 300 | 550 | 550 |
25 | 25GBASE-SR | 850 | 不適用 | 70 | 100 | 100 |
40 | 40GBASE-SR4 | 850 | 不適用 | 100 | 150 | 150 |
100 | 100GBASE-SR4 | 850 | 不適用 | 70 | 100 | 100 |
100GBASE-SR10 | 850 | 不適用 | 100 | 150 | 150 | |
400 | 400GBASE-SR16 | 850 | 不適用 | 70 | 100 | 100 |
400GBASE-SR8 | 850 | 不適用 | 70 | 100 | 100 | |
400GBASE-SR4.2 | 850,910 | 不適用 | 70 | 100 | 150 |
從上表可以看出,OM2光纖僅可以在10Gb/s系統中進行超短距離傳輸,不能用于25Gb/s及以上系統。
數據中心內部的連接已經進入25G+時代。OM2光纖帶寬低,沒有針對VCSEL激光器優化設計,根據IEEE相關標準,不適用于25Gb/s及以上系統。OM2光纖已經不能用于新建數據中心和現有數據中心的升級。在選擇多模光纖時,應該根據實際速率和距離,選用OM3或OM4或OM5光纖。
多模光纖的“有效模式帶寬”測試需要昂貴的儀器,并且測試樣品的長度至少需要數百米,而市場上的多模光纖跳線通常只有數十米,因此,這些跳線的“有效模式帶寬”是無法測試的,所以無法直接鑒別市場上的OM3、OM4光纖跳線是真還是假,這給一些多模光纖跳線供應商帶來可乘之機,因此,市場上充斥了很多以次充好的OM3、OM4光纖跳線(很多實際是OM2光纖跳線),威脅數據中心運行安全。
長飛公司采用PCVD工藝制作多模光纖,PCVD工藝具有沉積層薄、工藝控制性強、折射率剖面精確等優點,是制造高帶寬多模光纖的最佳工藝。長飛公司持續對PCVD平臺和工藝升級,改進和優化多模光纖設計和工藝,加大多模光纖測試平臺的投入和測試方法研究,確保多模光纖的質量,長飛公司將和用戶共同打造安全的數據中心。
根據CRU數據,2018年,長飛公司多模光纖的產量達到全球第一,為各國數據中心建設發揮巨大作用。