关于多模光纤的材料色散
多模光纤的Chromatic Dispersion材料色散或者色度色散,在数据中心高带宽的推动下,其重要性也越来越凸显,只是默认情况下,相对于模式色散,该参数的分布认为较为稳定。但是有对传输带宽的影响越来越大,该性能的定义在802.3各个工作组中也一直在讨论,并且还在持续优化中。
在标准IEC 60793-1-42中说明了多模光纤的材料色散的测量指导。
首先需要测量三个以上波长的群时延。然后拟合到时延和波长的关系式中。
其色散可以简单得到
零色散波长为
通过测量波长的群时延,获得零色散波长Uo。
根据多模光纤工作波长范围内的零色散波长Uo和色散斜率的经验拟合关系
得到零色散波长Uo对应的色散斜率So
而根据多模光纤工作波长范围内的色散斜率So,色散斜率So和波长的关系
得到多模光纤工作波长范围内色散曲线。这个色散曲线具有比较重要的参考意义。
在2015年IEEE802.3db工作组讨论100GBASE-SR中,由测量设备公司Photon Kinetics的Casey Shaar协调5家多模光纤供应商,各提供了2组1公里长的多模光纤OM3/OM4样品对其材料色散进行了测量。
这五家多模光纤供应商有:Corning,Prysmian,J-Fiber,OFS,长飞。
第一组样品由康宁,OFS,泛达进行测量。
第二组样品则由Prysmian,J-Fiber,长飞进行测量。
每个实验室对样品测量三次。
其零色散波长Uo和色散斜率So测量结果为
黑色折线覆盖的区域为标准规定的OM3/OM4的零色散波长Uo和零色散斜率So的分布范围。
标准定义为
蓝色原点为标准规定的OM3/OM4的色散最严重的点。
蓝色折线覆盖的区域为标准规定的OM5的零色散波长Uo和零色散斜率So的分布范围。
标准定义为
红色原点为标准规定的OM5的色散最严重的点。
红色区域遮挡了具体的厂家,但是可以看出,五家供应商提供的样品的零色散波长Uo和色散斜率So相对来说比较集中。
蓝色原点为标准规定的OM3/OM4的色散最严重的点,红色原点为标准规定的OM5的色散最严重的点。在多模光纤安全带宽分析中,也是利用了这个值。比如OM5来说,其最材料色散最严重的点为1328nm的零色散波长和0.093477ps/nm2.km的零色散斜率。
值得注意的是,在2022年IEC的新标准中,已经将OM3/OM4的零色散波长Uo和色散斜率So定义统一到OM5中。这样可以统一用如下的分布分布范围。
而在安全带宽分析中,最差的情况:
零色散波长采用1328nm;
零色散斜率采用0.093477ps/nm2.km。
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