引言

低成本光源使得多模光纖成為短距傳輸中性價(jià)比最高的解決方案。但受限于短波（850nm）的高材料色散，光纖帶寬的提升無法進(jìn)一步提高傳輸容量和傳輸距離。向長波長演進(jìn)、采用波分復(fù)用可以使單根光纖傳輸容量提升4倍，在此基礎(chǔ)上引入準(zhǔn)單模傳輸更可以大大提高光纖的傳輸距離。將單模光纖與多模光纖的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在同一種光纖中，長飛公司研制出一種新型的單多模通用型光纖。

光纖設(shè)計(jì)

準(zhǔn)單模傳輸是將大部分能量能夠注入到多模光纖的基模中，并在較長的距離能保持準(zhǔn)單模的傳輸狀態(tài)，使多模光纖能夠?qū)崿F(xiàn)單模光纖的傳輸性能。單多模通用型光纖的芯層采用拋物線型折射率分布，受益于長飛PCVD技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)850nm至950nm波段優(yōu)異的帶寬性能，滿足OM5的帶寬要求，在短距離傳輸中具有低成本、低功耗的優(yōu)勢；同時(shí)采用抗彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有優(yōu)異的彎曲不敏感性能。

此外，該光纖最典型特征是光纖的芯層直徑有所減小，芯包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對基模的模場直徑進(jìn)行了優(yōu)化，以匹配單模傳輸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的模場直徑，保證準(zhǔn)基模傳輸，降低耦合時(shí)多徑串?dāng)_對信號的干擾，可實(shí)現(xiàn)更高速率、更遠(yuǎn)距離的傳輸。

圖 1單多模通用型光纖的剖面示意圖

光纖性能

圖 2 單多模通用型光纖的帶寬

單多模通用型光纖在850～950nm波長范圍內(nèi)的帶寬滿足OM5的標(biāo)準(zhǔn)要求，支持波分復(fù)用技術(shù)，可以進(jìn)行100Gb／s 及以上高速傳輸。該光纖的基模在1310nm的模場直徑約為10．3um，與單模光纖的模場直徑相近，能夠支持1270 nm 至1330 nm的100G及以上的單模傳輸。

傳輸實(shí)驗(yàn)

采用商用的多模和單模光模塊，測試單多模通用型光纖的傳輸性能。脈沖模式發(fā)生器（PPG）生成速率為25．78 Gb／s的 215－1偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（PRBS），并通過評估板（EB）調(diào)制光模塊。采用可變光衰減（VOA）來調(diào)節(jié)收發(fā)器的接收光功率，輸出的電信號由誤碼儀（BERT）檢測。

圖 3 傳輸實(shí)驗(yàn)示意圖

采用Finisar的100G SWDM4多模光模塊，測試光纖的多模傳輸性能，誤碼率曲線如圖 4所示。對于短波長波分復(fù)用的四個(gè)波長，300m鏈路傳輸?shù)恼`碼率低于IEEE 802．3標(biāo)準(zhǔn)建議的FEC極限（5＆times；10－5），表明單多模通用型光纖在850～950nm的波段可以傳輸300m。

圖 4 多模傳輸?shù)恼`碼率曲線（a） 850 nm，（b） 880 nm，（c） 910 nm和（d） 940 nm

采用商用的100G CWDM4單模光模塊，測試光纖的單模傳輸性能，誤碼率曲線如圖 5所示。在1270～1330nm的工作波長范圍內(nèi)，單多模通用型光纖可以實(shí)現(xiàn)10km的無誤碼（10－12）單模傳輸。

圖 5 單模傳輸?shù)恼`碼率曲線（a） 1270 nm，（b） 1290 nm，（c） 1310 nm和（d） 1330 nm

單波長的SR4和PSM4的測試結(jié)果在此不做贅述。兼具單模光纖和多模光纖優(yōu)勢，該光纖的無誤碼傳輸距離如下表所示。

應(yīng)用前景

多模傳輸系統(tǒng)成本低但傳輸距離短，單模傳輸系統(tǒng)傳輸距離長但成本高，兩者各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在當(dāng)前情況下，使用多模光纖和便宜的VCSEL光源進(jìn)行短距離組網(wǎng)建設(shè)是合理的，但如果網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)一步提速升級至1310nm波長時(shí)，就需要改造成單模傳輸系統(tǒng)，重新鋪設(shè)單模光纖光纜或者鋪設(shè)單模、多模光纖混合纜將大大增加投入成本，而單多模光纖的混用也會增加管理和維護(hù)的成本。

單多模通用型光纖兼容多模光纖與單模光纖，在單模傳輸和多模傳輸上表現(xiàn)優(yōu)異，可以覆蓋數(shù)據(jù)中心傳輸?shù)母黝悜?yīng)用場景以及升級改造需求，夠降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和未來帶寬升級改造的費(fèi)用，是一種切實(shí)可行的傳輸方案。