多模光纖收發器性能普遍優于現有標準

領測軟件測試網

　　 
　　光纜制造廠商通過衰減和帶寬兩個參數來說明產品的特性。雖然這些參數是優良性能的基礎，但它們依然不能全面的反映光纜的性能。由于這些光纜主要用于局域網，因此有必要在局域網環境中考察這些光纜。為此目的，Nexans數據通信認證中心正在從系統的角度對多模光纖進行測試。

　　
　　評測中選用不同廠商（因保密協議隱去了制造廠商的名字）的收發器，以判斷它們在光傳輸距離上是否存在差別。本文列出的結果是在G比特和10G比特以太網中測得的。當測試完成時，評估指標還將包括誤幀率和分別連接1G、2G、4G和10G光纖通道收發器時，在多模光纖上的傳輸距離。
　　
　　測試系統的配置
　　為準確模擬企業網絡，在測試中使用了商用交換機。圖1是測試裝置的示意圖，使用了幾種不同的網絡配置和以下設備：Spirent或IXIA的比特流發生器、有10G XENPAK接口的IXIA交換機以及來自思科、Extreme、SMC和Asante的交換機。
　　
　　IXIA 或Spirent的設備生成以太網幀并記錄接收到的幀數。這樣就可以計算出誤幀率（FER）。為了得到小于10-13的誤幀率，要至少傳送1012個數據包。每一次測試都會需要很長的時間（對1G數據流需要大約八天，對10G數據流大概需要一天）。
　　
　　測試系統的配置包括長、短波長的GBIC收發器以及SFP收發器，工作速率為1G。也有XENPAK和XFP的10G光模塊。試驗中使用了六個不同廠商的商用收發器。此外，還使用了Berk-Tek GIGAlite各種等級的光纖。附表詳細說明了光纖的類型和參數。
　　
　　測試結果和討論
　　測試數據顯示，使用不同的光纖，不同廠商的收發器性能有很大的差別。雖然所有的產品都滿足甚至超過工業標準規定的光傳輸距離，但是某些產品還是有相對較好的性能。例如，當使用標準700MHz·km多模光纖（LB）和GBIC收發器時，廠商B和C的收發器能傳輸1000m，而廠商D的能傳2400m（圖2）。還有，2000MHz·km光纖（EB）極大地改善了所有被測收發器的傳輸距離（圖2和圖3）。
　　
　　測試結果表明，某些收發器和轉發器的性能遠遠高于標準化組織的規定。同時還表明即便使用其中性能最差的收發器，在現有光纖上的傳輸距離也超過了標準的最大值。延長多模光纖的傳輸長度會降低千兆和萬兆局域網的布線總成本。短波長（SX）收發器可用于較長距離的通信中，這些器件的成本幾乎是長波長器件的三分之一。如此大的成本優勢導致當前的局域網主要使用多模光纖（大約85%）和短波長器件。根據Nexans的研究結果，局域網中的多模光纖在10G速率下能傳輸600米，而到目前為止，理論上多模光纖的最大傳輸距離一直是300米。
　　
　　為什么理論值與實際值存在如此大的差異。原因如下：IEEE標準推薦的傳輸距離是在最差的環境下計算出來的，而實際的光纖帶寬可能會優于標準的最小值。在被測試的光纜中，帶寬都大于允許的最小值。同時，使用不同光源，光纖帶寬會有很大的變化。通常來說，多模光纖最初被設計為與發光二極管匹配，因此定義了滿注入帶寬（OFL）。滿注入帶寬與發光二極管在多模光纖中激發起多個模式的方法相對應。而對于現代光源，比如垂直腔表面發射激光器（VCSEL），用OFL是不準確的。在過去十年內，有兩項技術進步延長了多模光纖的傳輸距離：
　　
　　● 由于存在嚴重的色度色散和無法調制，發光二極管不能工作在622Mbit/s及以上的速率，因而必須使用激光器。對于傳統網絡，了解連接發光二極管的多模光纖的傳輸特性是很重要的，同樣對于目前的G比特乃至10G比特網絡，了解連接激光器的多模光纖的傳輸特性也是很重要的。發光二極管在光纖中激發起所有的模式，而VCSEL僅僅激發起有限的模式。因此要使用不同的帶寬測量方式。
　　
　　● 開發了測量連接到激光器的光纖帶寬的新方法：有限模注入（RML）和差分模延遲（DMD）。有限模注入是指通過限制光信號使其僅僅從纖芯的部分端面注入，這類似VCSEL和多模光纖的連接。但是這種測量方式是不準確的，因為每一個VCSEL輸出的強度分布是不一致的，在光纖中激勵起不同的模式分布，這對實際鋪設光纖的帶寬測量造成困難。為解決這個問題，提出了差分模延遲的測量方法。它要求評估光纖中激發起來的全部模式并計算有效模帶寬（EMB），保持差分模延遲最小就能得到更大的光纖帶寬，因此有效模帶寬是更準確的度量帶寬的方式。
　　
　　與光纖一樣，光收發器很少會工作在最差環境下。許多廠商盡量提供有余量的發射機和接收機。測試結果證明所有廠商的收發器的傳輸距離都超過了標準的最小值。
　　
　　雖然目前大多數以太網傳輸速率是每秒10M或者100M，但是變化是迅速的。大量帶有10M/100M/1000M網卡的計算機正在被連接到網絡中，即便當前很少需要這樣的應用，G比特以太網到桌面也將從技術變成商業現實。一旦終端連接速率達到每秒G比特，為避免骨干網成為瓶頸，將其升級到每秒10G比特大概只是個時間問題。在選擇光纜和收發器時為差錯率和傳輸距離留有較大的余量，可以為終端用戶減少初裝成本和使用費，同時也能充分利用帶寬和覆蓋更遠的目標用戶。
　　
　　表 以太網和BerK-TeK的光纖傳輸距離
　　　
　　* 滿注入帶寬
　　
　　** 按EIA/TIA-455-220測量差分模延遲得到的有效模帶寬。按EIA/TIA-455-204，GIGAlite-10型光纖的最小滿注入帶寬是1500MHz·km，GIGAlite-10XB型光纖的最小滿注入帶寬是3675MHz·km。
　　　
　　圖1使用多種設備測試不同廠商收發器的性能。設備包括一些在企業網絡里經常用到的模塊。
　　　
　　圖2測試結果表明雖然各個公司的GBIC產品滿足并在大多數情況下超過工業標準規定的傳送距離。但是產品之間也存在較大性能差別。光纖的類型對傳輸距離有較大的影響。
　　
　　圖3在10G以太網中，不同等級的光纖對傳輸距離有很大的影響。

文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/