单多模光纤设备互连的几种方式

摘要：

本文简要介绍了单多模光纤通信的基本概念，以及在通信领域的主要应用。重点介绍了单多模设备互连的方法。

关键词

多模光纤multi-mode fiber;multimode fiber 能传插多种模式的光纤

单模光纤mono-mode fiber;monomode fiber;single mode fiber只能在指定波长下传插一种模式的光纤。

光纤通信optic-fiber communication;fiber-optic communications 以光导纤维为传输介质的通信方式

引言：

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，根据纤芯直径和光器件的发光模式，分为单模光纤系统和多模光纤系统。选择多模还是单模的最常见决定因素是距离。如果只有几英里，首选多模，因为LED发射/接收机比单模需要的激光便宜得多。如果距离大于5英里，单模光纤最佳。另外一个要考虑的问题是带宽，如果将来的应用可能包括传输大带宽数据信号，那么单模将是最佳选择。在实际工程中，电信服务提供商通常使用单模光纤通信系统，多模光纤通信系统多用于局域网组网。由于电信侧使用单模，用户侧使用多模，有时，在用户网络出口存在单多模互连的问题。

单模光纤通信系统和多模光纤通信系统： 光纤按纤芯直径分为多模光纤和单模光纤，两者的主要区别在于，多模光纤纤芯的直径是15μm~100μm，而单模光纤纤芯的直径为8μm~10μm。不同的纤芯直径是为了满足不同模式的光在其中传输。单模光纤芯径小，仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm和1550nm），与光器件的耦合相对困难，多模光纤芯径大，允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm或1310nm，与光器件的耦合相对容易。多模光纤的芯线标称直径规格为62.5μm/125μm.或50μm/125μm.（纤芯/包层直径）。在ITU标准中，G.651是对多模光纤的标准，G.652是对常规单模光纤的标准。

对于光模块来说并没有严格的单模、多模之分。所谓单模、多模模块，指的是光端机模块采用的光器件与何种光纤配合能获得最佳传输特性。多模发光器件为发光二极管（LED），光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距离小，但相对于双绞线，多模光纤能够支持较长的传输距离，在10mbps及100mbps的以太网中，多模光纤最长可支持2000米的传输距离，而对于1GbpS的千兆网，多模光纤最高可支持550米的传输距离，在10Gbps万兆网中，多模光纤最高可支持100米以内的传输距离。单模光纤通信系统衰减比多模光纤低得多，带宽也宽得多，因此，可以在更长的距离传输更多的信息。

随着技术的发展，单模光纤新品种不断出现，光纤功能不断丰富和增强，性价比不断提高，但多模光纤并没有被取代而是始终保持稳定的市场份额，和其他品种同步发展。其原因是多模光纤的特性正好满足了网络用纤的要求。相对于长途干线，光纤网络的特点是：传输速率相对较低；传输距离相对较短；节点多、接头多、弯路多；连接器、耦合器用量大；规模小，单位光纤长度使用光源个数多。网络中连接器、耦合器用量大，单模光纤无源器件比多模光纤无源器件光纤贵，而且相对精密、允差小，操作不如多模器件方便可靠。单模光纤只能使用激光器（LD）作光源，其成本也比多模光纤使用的发光二极管（LED）高很多。如果网络使用单模光纤配用激光器，网络总体造价会大幅度提高。通过对网络中使用单模光纤和使用多模光纤的系统成本进行了计算和比较，使用单模光纤的网络成本是多模光纤的4倍左右。

单模接口和多模接口互连：

在实际工程中，由于电信侧使用单模，用户侧使用多模，有时，在用户网络出口存在单多模接口互连的问题。原则上，应优先考虑使两端系统保持一致。通过更换板卡，光模块，使两端设备工作在同一光纤通信模式。但由于各种原因，实在无法解决系统一致性的，才考虑单多模接口互连的问题。

单多模接口互连，必须了解两端接口的相关参数。主要是考虑以下三方面的因素，两端接口工作波长，发光功率，收光灵敏度。首先，需要确定两端接口的工作波长是否一致，如果工作波长不一致，应该优先考虑更换板卡或者光模块，以保证两端接口波长和模式的一致性，因为任何频率的变换都可能影响光通信系统间的互连质量。其次，需要核实两端接口的发光功率和收光灵敏度等指标。在实际工作中，单多模接口互连主要采用以下方式：

1、 两端接口的工作波长不一致，且无法更换，必须使用单多模转换器。此时，单

多模转换器不仅起到模式转换的作用，还要完成频率变换。这种互连方式，需要长时间测试。我们发现，对于长距离的SDH电路，SDH接口和POS口互连，由于经过转换器，会引起时钟的抖动，导致线路质量变差，如果在使用时经常出现问题，则需要更换一端设备或板卡。

电信传输设备单模光纤多模光纤单多模转换器用户侧数据设备

2、 两端接口的工作波长一致，可以考虑使用单多模转换器，更换一端设备光模块，或者直接对接等方式。这些需要根据不同情况综合考虑。如更换光模块，需要了解板卡模块是否可更换，是否与相关设备兼容，如果光模块和相应设备是同一厂家生产，则可以优先考虑该方式。否则，建议采用两端设备直接对接的方式进行测试，通过核实两端接口的发光功率和收光灵敏度等指标，采用光衰耗器使两端接口收光指标匹配，完成设备互连。在直接对接时，必须使用多模光纤，因为多模的光穿过单模光纤时，会急剧损耗。

电信传输设备单多模转换器用户侧数据设备单模光纤多模光纤

实际运用：

1、电信SDH设备烽火GF2488-01B 2.5G SDH传输，开有9条155M SDH，通过光支路盘到用户华为NE80设备，由于用户侧为多模接口，因此，中间使用了单多模转换器。实际应用过程中，到北京的长途电路偶尔会出现丢包，但整个通道全程测试正常。到省内的8条电路一直使用正常。由于始终无法解决丢包问题，后更换SDH设备，改为光支路盘为多模接

口的华为ASON设备，目前，电路一直使用正常。

2.5G SDH群路电信SDH网络155M SDH支路单模接口烽火2488-01B 2.5G SDH单模光纤单多模转换器多模接口华为NE80

2、电信侧为华为OSN3500 622M SDH光支路盘，只有单模接口。用户侧为思科GSR12406，板卡为4OC12X/POS-M-SC-B，使用多模接口。华为设备仅提供单模接口的622M板卡，由于思科板卡价格较高，用户不同意更换。为保证对接成功，我们准备了三种方案，更换华为622M板卡光模块，直接对接或者使用单多模转换器。由于使用单多模转换器对电路性能有一定影响，考虑优先采用前两种方案。由于待更换的多模622M SDH SFP光模块采购自第三方，华为厂家不建议使用，因此，先考虑直接对接的方式。首先，查询思科板卡4OC12X/POS-M-SC-B指标如下：

Power

Transceiver

Budget

Transmit Power

Receive Power -26 to -14 dBm

Typical Maximum

Distance 1640 feet ( 500 m )

多模光纤Multimode, short-reach, 6 dBm -20 to -14 dBm

1310 nm

at 1270 to 1380 nm

华为SLD4A单板的光接口指标：

光接口类型

工作波长（nm) 接收灵敏度平均发送光

功率（dBm） （dBm）

最小过载点（dBm）

单模LC 1261-1360 –15～–8 –23 –8

现场测试思科板卡发送功率，波长1300nm ，为-17.3dbm，华为OSN3500 622M SDH光支路盘，波长1310nm 发送功率 <-12dbm，为满足用户路由器指标，在华为ASON设备622M光接口发光侧加-5dbm衰耗。通过多模光纤将两端设备对接后，能正常开通，将华为板卡的光模块改为多模SFP，也能正常使用。后采用前一种方式互连，运行半年未发现问题。

2.5G SDH群路电信SDH网络622M SDH支路单模接口华为OSN 3500多模接口思科GSR12406 单模光纤多模光纤

结束语

本文根据单多模光纤通信系统的特性，提出了解决单多模互连几种方式，要有效解决问题，首先必须详细了解两端接口的相关指标，特别是工作频率，尽量保证两端设备工作频率一致，这是保证互连质量的前提。如果需要使用单多模转换器，也应该给产品厂家提供两端光接口的相应指标，以满足两端设备要求。事先要考虑周全，在进行互连测试前，必须测试两端接口的发光功率，根据接口收光范围，加相应衰耗器，不能盲目测试。