康宁 驻地网光纤使用指南.docx

CORNING OPTICAL FIBER RESTRICTED APPROVEDJan,2005驻地网络的光纤选择指南发行：2005 年 1 月更新：2005 年 1 月通过 ISO9001 认证Phillip Bell全球产品系列管理驻地简介驻地网络已经成为全球使用的高性能平台它通过高传输速率传递电子邮件、交换话路、 承载网站和引入电子商务等应用成为我们了解电子世界的窗口局域网用户如今在数据传输 率上通常达到每秒千兆位，这种高速率甚至可以在台式机上实现光纤作为能够满足现在和 将来性能需求的有效节约成本解决方案使得其成为满足高性能驻地网络传输介质的首选方 案光纤有多种类型，不同类型的光纤采用不同的设计，具有不同的特性，工作方式不同因而适 用于特定应用场合有些光纤差异看似细微，比方说测量方法上的差异，却会导致系统在功 能方面出现很大差异，从而直接影响网络的当前和长期性能（及成本）因此，很重要的一 点是网络设计者和最终用户需要了解不同的光纤选择本文将概述重要的驻地光纤选择时应 考虑事项，并将说明如何通过选用Corning InfiniCor.光纤，确保为驻地网络提供高性能、最 可靠和最节约成本的系统。

目录1. 驻地网络入门la. 应用空间lb. 五大设计考虑事项2. 光纤基础2a.两种主要光纤分类2b.衰减和带宽2c.光纤选择3. 多模光纤链路长度和数据传输率4. 标准5. 激光器带宽指标5a.限模注入带宽（RML BW）5b.最小计算有效模带宽（minEMBc）5c.Corning. InfiniCor. 光纤链路长度6. 组件和系统成本7. 选定光纤7a.光纤选择应考虑的事项7b.示例RFQ1. 驻地网络-入门la. 应用空间从通信通道的角度看，驻地网络由四个主要部分组成：骨干（backbone）、垂直面（Riser）、 水平面（Horizontal）和数据中心（Data Center）（参见图1）RiserBackboneData CenterHorizontal图 1：驻地网络的应用空间骨干通常是驻地网络中距离最长的部分，常常分布在建筑物之间，并且可能架空敷设或铺设 在导管内垂直面正如其名，是将一个楼层的电信室与上一个楼层的电信室或区域的设备连 接在一起的部分水平面服务于桌面或应用工作区 数据中心（也称为中央机房或存储局 域网SAN是通常专用于数据集密型应用场合的设施，其中安装在机架中互连的设备管理 大量信息。

上述描述的驻地网络或部分也称为局域网或企业网lb. 五大设计考虑事项o 链路长度o 数据传输率o 未来性能o 信息安全o 环境要求系统设计者和网络顾问常面临这样一个问题：他们需要根据客户设施或校园等场所的特定链 路长度构建满足当前和未来工作负荷的网络构建此类网络可供选择的传输介质包括无线技 术、铜缆和光缆 其中，光纤的数据传输率最高，链路长度最长，并且最安全光纤是易 于安装的介质，不受电磁干扰影响，使设计者能够灵活地敷设通信线路，不必担心来自附近 的配电设备或无线电传输设备（如无绳）的干扰光纤在传输距离和数据传输率方面的优势也使设计者在设计网络体系结构时具有很大的灵 活性，经常可以省略传统网络结构中为支持较短铜线连接所需的电信室从维护角度看，启 用光纤的体系结构耗电更少，需要的冷却系统更少，再加上细致的设计使其成为驻地网络最 节约成本的解决方案在光纤网络中，使用不同类型光纤之间的最大成本差异在于工作的波长（及其关联的收发 器），下面将会详细讨论这方面的内容本白皮书还将重点讨论驻地网络光纤的各种特性， 包括使用不同类型光纤之间的组网成本分析2. 光纤基础2a. 两种主要光纤分类 光纤主要分多模和单模两个大类。

一般说来，多模光纤最适于链路不足 1 公里并且包含较 多连接器的驻地网络且因多模光纤的纤芯直径较大，这允许我们使用廉价的发光二极管(LED)、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和低成本连接器单模光纤最适于较长距离应 用场合(超过1 公里)，但是它使用非常昂贵的收发器稍后，我们将评价收发器对总体系 统成本的影响2b. 衰减和带宽 在比较特定光纤类型之前，首先必须了解光纤两个主要特性：衰减和带宽 衰减是光在光纤中传导时信号能量的减少，或损耗光纤衰减的度量单位是分贝每公里 (dB/km)衰减数值越大，意味着损耗越大带宽量化光纤的信息传输容量带宽是频域度量，单位是MHz.kml基于比特率或应用协 议速度，此值确定光纤的最大链路长度能力传输速率和传输距离的实际关系更较为复杂，以下通过图解说明上述概念的要点光纤的带 宽值是一个常量数据传输率增大，传输距离减小总之，以 MHz.km 为度量单位的带宽 越大越好，其好处是：链路长度更长(给定协议速度) 数据传输率更高(给定链路长度 ) 上述两项兼有，图 2 提供数据传输率与链路长度之间的概念性比较，比较了广泛应用 的两种类型多模光纤的性能1、信息传输容量的常用时域度量称为色散，多用于单模光纤， 单位是ps/nm.km。

色散和带宽成反比2实际上，光纤的带宽只有在光源的发射条件也保持 不变时才保持不变因此，带宽取决于各种配套发射器的各自特性例如，采用发光二极管 时的光纤带宽与采用垂直腔表面发射激光器时的光纤带宽相差百分之几百，并且使用不同垂 直腔表面发射激光器带宽也各不相同这也是基于激光器的应用需要单独的带宽度量方式的 主要原因，后面将会讨论 3图 3 是概念图，说明采用常用应用协议的普通多模光纤的比特 率与链路长度之间的相互影响一般说来，比特率越高，链路长度越短，反之亦然请注意， 2000 MHz・km 50 mm光纤在速度为10 Gb/s时支持的链路比在速度为4 Gb/s时支持的链 路稍长，这是因为采用了不同的、更高性能的收发器这种关系的更多技术分析在后面将有 涉及Link Length (m)850 nm100080060040020002000 MHz.km200 MHz.km124 10Data Rate (Gb/s)图 2：带宽、数据传输率和链路长度2c. 光纤选择明确地说，驻地网有三种光纤选择：50/125 mm 多模光纤、 o 62.5/125 mm 多模光纤、 单 模光纤数字符号例如50/125 mm表示传导光的玻璃纤芯的直径(50 mm)和外部包层玻 璃直径(125 mm)。

这种常规包层直径使三种光纤具有大致相同的机械特性但是，它们的 光特性却显著不同每种产品的折射率分布图经过精确设计，使光在光纤中传导时具有某些 特性，如不同的带宽和衰减特性表 1 概括了这些光纤之间基本的物理差异和光学差异 Attenuation (dB/km)nma 850dB/km2.22000 Up to 20005050/125 mmMultimode? Refractive Index (%)1.00.0-50Radius (mm)-25 250 50 0123800aWavelength (nm)1000 1200 1400b 1300c 1380d 1550bc16000.40.70.3d1000Wavelength850 nm 1300 nm500mm2.03 anma 850b 1300c 1380dB/km2.70.50.7200062.562.5/125Multimode? Refractive Index (%)1.00.0-50Radius (mm)-25 250 50 012Attenuation (dB/km)800Wavelength (nm)1000 1200 1400d 1550b c16000.3d1000Wavelength850 nm 1300 nm20050099/125 mmSingle-mode ? Refractive Index (%) 0.51.00.0-50 -25 250 50 0123Attenuation (dB/km) anma 850b 1300c 1383d 1550e 1625 b c dB/km 1.81 0.35 0.32 0.19 0.20 d eVirtually Unlimited Modal Bandwidth 800 1000 1200 1400 1600 Radius (mm) Wavelength (nm)*Standard bandwidths are shown. Other multimode bandwidths are available 表 1 ：光纤选择 多模光纤使用渐进式分布(即抛物线形状)最大程度地减少模色散。

这种设计最大程度地增 大带宽，同时保持较大的纤芯直径，从而简化系统装配并降低网络成本对于多模光纤，带 宽经常是网络设计中的主要限制因素这促使业界在开发更高性能的多模光纤系统时不断探 索 50/125mm 光纤更高的带宽性能单模光纤仅传输一种模式的光，不会出现多模光纤那样的模色散因此，单模光纤不受模带 宽的限制，但是却受到衰减、色度色散和更高总体系统成本(由于单模收发器的更高成本造 成)的限制Dimensions Refractive Index Profile Spectral Attenuation Bandwidth* (mm) (Typical) (Typical) (MHz.km)3. 多模光纤链路长度和数据传输率 虽然光纤带宽是确定链路长度和数据传输率的重要因素，但不是唯一因素在确定特定的数 据传 输率条件下可支持的链路长度时，发射器和接收器的特性与光纤带宽同样重要(参见图 3) 系 统链路的最大长度(即光源到接收器的最大距离)最终主要由以下因素确定：光源中心波长(Wave Length)光谱宽度(Spectrum Width)发射功率(Launch Power)上升沿下降沿时间(Rise/Fall Times)MMF 物理链路模带宽(Modal Bandwidth)连接器损耗(Connector Loss) 衰减(Cable Attenuation)色度色散(Chromatic Dispersion) MMF CableExample 850 nmTransceiver Light SourceExample850 nm50 mm fiber 62.5 mm fiber 10BASE-FLED1000BASE-SVCSEL CableAttenuation < 3.5 dB/km < 3.5 dB/kmWavelength Nom 850 nm Nom 850 nmModalBandwidthUp to 2000MHz.kmTyp up to 200MHz.kmLaunch Power -11 to -15 dBm Up to 0 dBmSpectral Width < 75 nm < 0.85 nmChromaticDispersion-100 ps/nm・km-117 ps/nm・km Rise/Fall Times 1025 ns < 0.26 nsConnectorsTyp = 。