由于這些光纜主要用于局域網(wǎng)，因此有必要在局域網(wǎng)環(huán)境中考察這些光纜。為此目的，Nexans數(shù)據(jù)通信認(rèn)證中心正在從系統(tǒng)的角度對(duì)多模光纖進(jìn)行測(cè)試。
評(píng)測(cè)中選用不同廠商（因保密協(xié)議隱去了制造廠商的名字）的收發(fā)器，以判斷它們?cè)诠鈧鬏斁嚯x上是否存在差別。本文列出的結(jié)果是在G比特和10G比特以太網(wǎng)中測(cè)得的。當(dāng)測(cè)試完成時(shí)，評(píng)估指標(biāo)還將包括誤幀率和分別連接1G、2G、4G和10G光纖通道收發(fā)器時(shí)，在多模光纖上的傳輸距離。
測(cè)試系統(tǒng)的配置
為準(zhǔn)確模擬企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在測(cè)試中使用了商用交換機(jī)。圖1是測(cè)試裝置的示意圖，使用了幾種不同的網(wǎng)絡(luò)配置和以下設(shè)備：Spirent或IXIA的比特流發(fā)生器、有10G XENPAK接口的IXIA交換機(jī)以及來自思科、Extreme、SMC和Asante的交換機(jī)。
IXIA 或Spirent的設(shè)備生成以太網(wǎng)幀并記錄接收到的幀數(shù)。這樣就可以計(jì)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(gè)數(shù)據(jù)包。每一次測(cè)試都會(huì)需要很長(zhǎng)的時(shí)間（對(duì)1G數(shù)據(jù)流需要大約八天，對(duì)10G數(shù)據(jù)流大概需要一天）。
測(cè)試系統(tǒng)的配置包括長(zhǎng)、短波長(zhǎng)的GBIC收發(fā)器以及SFP收發(fā)器，工作速率為1G。也有XENPAK和XFP的10G光模塊。試驗(yàn)中使用了六個(gè)不同廠商的商用收發(fā)器。此外，還使用了Berk-Tek GIGAlite各種等級(jí)的光纖。附表詳細(xì)說明了光纖的類型和參數(shù)。
測(cè)試結(jié)果和討論
測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，使用不同的光纖，不同廠商的收發(fā)器性能有很大的差別。雖然所有的產(chǎn)品都滿足甚至超過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的光傳輸距離，但是某些產(chǎn)品還是有相對(duì)較好的性能。例如，當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)700MHz·km多模光纖（LB）和GBIC收發(fā)器時(shí)，廠商B和C的收發(fā)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(cè)收發(fā)器的傳輸距離（圖2和圖3）。
測(cè)試結(jié)果表明，某些收發(fā)器和轉(zhuǎn)發(fā)器的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)化組織的規(guī)定。同時(shí)還表明即便使用其中性能最差的收發(fā)器，在現(xiàn)有光纖上的傳輸距離也超過了標(biāo)準(zhǔn)的最大值。延長(zhǎng)多模光纖的傳輸長(zhǎng)度會(huì)降低千兆和萬兆局域網(wǎng)的布線總成本。短波長(zhǎng)（SX）收發(fā)器可用于較長(zhǎng)距離的通信中，這些器件的成本幾乎是長(zhǎng)波長(zhǎng)器件的三分之一。如此大的成本優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致當(dāng)前的局域網(wǎng)主要使用多模光纖（大約85%）和短波長(zhǎng)器件。根據(jù)Nexans的研究結(jié)果，局域網(wǎng)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(shí)際值存在如此大的差異。原因如下：IEEE標(biāo)準(zhǔn)推薦的傳輸距離是在最差的環(huán)境下計(jì)算出來的，而實(shí)際的光纖帶寬可能會(huì)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的最小值。在被測(cè)試的光纜中，帶寬都大于允許的最小值。同時(shí)，使用不同光源，光纖帶寬會(huì)有很大的變化。通常來說，多模光纖最初被設(shè)計(jì)為與發(fā)光二極管匹配，因此定義了滿注入帶寬（OFL）。滿注入帶寬與發(fā)光二極管在多模光纖中激發(fā)起多個(gè)模式的方法相對(duì)應(yīng)。而對(duì)于現(xiàn)代光源，比如垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL），用OFL是不準(zhǔn)確的。在過去十年內(nèi)，有兩項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步延長(zhǎng)了多模光纖的傳輸距離：
● 由于存在嚴(yán)重的色度色散和無法調(diào)制，發(fā)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(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，了解連接發(fā)光二極管的多模光纖的傳輸特性是很重要的，同樣對(duì)于目前的G比特乃至10G比特網(wǎng)絡(luò)，了解連接激光器的多模光纖的傳輸特性也是很重要的。發(fā)光二極管在光纖中激發(fā)起所有的模式，而VCSEL僅僅激發(fā)起有限的模式。因此要使用不同的帶寬測(cè)量方式。
● 開發(fā)了測(cè)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(hào)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(cè)量方式是不準(zhǔn)確的，因?yàn)槊恳粋€(gè)VCSEL輸出的強(qiáng)度分布是不一致的，在光纖中激勵(lì)起不同的模式分布，這對(duì)實(shí)際鋪設(shè)光纖的帶寬測(cè)量造成困難。為解決這個(gè)問題，提出了差分模延遲的測(cè)量方法。它要求評(píng)估光纖中激發(fā)起來的全部模式并計(jì)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(zhǔn)確的度量帶寬的方式。
與光纖一樣，光收發(fā)器很少會(huì)工作在最差環(huán)境下。許多廠商盡量提供有余量的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。測(cè)試結(jié)果證明所有廠商的收發(fā)器的傳輸距離都超過了標(biāo)準(zhǔn)的最小值。
雖然目前大多數(shù)以太網(wǎng)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(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)正在被連接到網(wǎng)絡(luò)中，即便當(dāng)前很少需要這樣的應(yīng)用，G比特以太網(wǎng)到桌面也將從技術(shù)變成商業(yè)現(xiàn)實(shí)。一旦終端連接速率達(dá)到每秒G比特，為避免骨干網(wǎng)成為瓶頸，將其升級(jí)到每秒10G比特大概只是個(gè)時(shí)間問題。在選擇光纜和收發(fā)器時(shí)為差錯(cuò)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(fèi)，同時(shí)也能充分利用帶寬和覆蓋更遠(yuǎn)的目標(biāo)用戶。
