通信光纤根据其应用波长下传输模式数量的不同,分为单模光纤和多模光纤。由于多模光纤芯径较大,可以配合低成本光源使用,因此在短距离传输场景下有着极为广泛的应用,如数据中心、局域网等。随着近年来数据中心建设的高速发展,作为数据中心和局域网应用主流的多模光纤也迎来了春天,引起了人们的广泛关注。今天,我们就来聊一聊,多模光纤的发展历程。
按照标准ISO/IEC 11801规范,多模光纤分为OM1、OM2、OM3、OM4、OM5五个大类,其与IEC 60792-2-10的对应关系,如表1所示。其中OM1, OM2是指传统的62.5/125mm和50/125mm多模光纤; OM3、OM4和OM5是指新型的50/125mm万兆位多模光纤。
一、传统多模光纤
多模光纤的研发始于上个世纪七八十年代,早期的多模光纤包括很多尺寸种类,列入国际电工委(IEC)标准中的尺寸类型包括四种,芯包层直径分为50/125μm、62.5/125μm、85/125μm和100/140μm。由于芯包层尺寸大则制作成本高、抗弯性能差,而且传输模数量增多,带宽降低,因而较大芯包层尺寸的类型逐渐被淘汰,逐渐形成了两种主要的芯包层尺寸,分别是50/125μm和62.5/125μm。
在早期的局域网中,为了尽可能地降低局域网的系统成本,普遍采用价格低廉的LED作光源。由于LED输出功率低,发散角比较大,而50/125mm多模光纤的芯径和数值孔径都比较小,不利于与LED的高效耦合,不如芯径和数值孔径大的62.5/125mm多模光纤能使较多的光功率耦合到光纤链路中去,因此,50/125mm多模光纤在20世纪90年代中期以前不如62.5/125mm多模光纤那样得到广泛的应用。
随着局域网传输速率不断升级,自20世纪末以来,局域网向lGb/s速率以上发展,以LED作光源的62.5/125μm多模光纤仅仅几百兆的带宽逐渐不能满足要求。相比之下,50/125mm多模光纤数值孔径和芯径较小,传导模式也较少,因而有效地降低了多模光纤的模式色散,使得带宽得到了显著的增加,由于芯径较小,50/125mm多模光纤的制作成本也更低,因此重新得到了广泛的应用。
IEEE802.3z千兆位以太网标准中规定50/125mm多模和62.5/125mm多模光纤都可以作为千兆位以太网的传输介质使用。但对新建网络,一般首选50/125mm多模光纤。