Giriş Yap

MENÜ

Blog

ŞU

05

2020
101 Serisi: LED'ler ve VCSEL'ler

Günümüzün yüksek hızlı fiber ağları 850 nm dikey boşluklu yüzey yayan lazer (VCSEL) alıcı-vericileri kullandığından, bazı kişilerin LED (ışık yayan diyot) ışık kaynaklarının test için neden kullanıldıkları konusunda kafası karışık olabilir. Bu iki kaynak arasındaki farkları anlamak bu konu için aydınlatıcı olacaktır.

Bir Tarih Dersi

Fiber ilk olarak 10 ve 100 Mbps Ethernet için tanıtıldığında, LED ışık kaynakları OM1 olarak da bilinen 62.5 μm multimode fiber ile kullanıldı. Yaklaşık 100 μm spot büyüklüğü ile bir LED ışık kaynağı OM1 fiberin 62.5μm çekirdeğini doldurdu ve ikisi 10 ve 100 Mbps uygulamalarda birkaç yıl birlikte çalıştı. Ancak daha yüksek hızlara ihtiyaç duyulduğunda, LED'ler artık yetersiz kalıyordu - maksimum hızları yaklaşık 622 Mb/s, 1 Gb/s veya daha yüksek iletimi destekleyemedikleri anlamına geliyordu.

Daha yüksek hızları desteklemek için bir seçenek, Fabry-Perot tipi lazerler gibi singlemode fiber uygulamalarında kullanılan lazer tipiydi, ancak bunlar multimode’da daha kısa erişim 1 Gb/s iletim ve yaklaşık 10 μm gibi küçük nokta boyutları için çok pahalıydı. Bunlar singlemode fiber dışında herhangi bir şey için pratik değildi.

Bu ihtiyaca yönelik olarak daha yoğun güce ve daha yüksek veri hızlarını destekleme yeteneğine sahip pahalı olmayan 850 nm VCSEL'ler geliştirildi, ancak bir LED'e kıyasla daha küçük bir spot boyutu (35μm) ile 50μm multimode fiberden daha küçük bir core boyutu gerekiyordu.

Lazer ihtiyacı neden optimize edildi? VCSEL'ler sadece fiber çekirdeği az doldurmakla kalmaz, aynı zamanda multimode bir fiberdeki tüm modları (ışık yolları) LED'lerin yaptığı gibi uyarmazlar. VCSEL'ler de modları eşit şekilde uyarmaz - bir VCSEL’in gücü dalgalanır ve VCSEL'den VCSEL'e değişebilir. Sonuç olarak, VCSEL'ler farklı modları farklı zamanlarda uyarır, bu da ışık darbelerinin alıcıya farklı zamanlarda ulaşmasına neden olabilir. Diferansiyel mod gecikmesi (DMD) olarak hesaplanan bu darbeler yayılma bant genişliğini olumsuz etkiler. DMD'yi en aza indirmeye ve bant genişliğini en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olmak için lazerle optimize edilmiş multimod fiber, tüm modların alıcıya yaklaşık aynı anda ulaşmasını sağlayan kademeli bir kırılma indeksi profiline sahiptir.

Peki neden LED'lerle test edelim?

VCSEL'ler, canlı bir fiber ağında kullanılan son ışık kaynağı olduğundan, LED ışık kaynakları kullanarak fiber bağlantılarının test edilmesi farklı görünmektedir. Bu gerçekten çok basittir.

Fiber core bölgesini dolduran ve daha fazla node’u uyaran LED ışık kaynakları ile karşılaştırıldığında, birçok modu uyarmak için bir VCSEL ışık kaynağı yetersizdir. Bu da test sırasında, fiberin core bölgesindeki kusurların, yanlış hizalanmaların veya yüksek kayıp olaylarının göz ardı edilmesine neden olabilir, bu da aşırı optimistik bir kayıp ölçümü ve PASS'e kötü bir bağlantı potansiyeli ile sonuçlanabilir. Bu nedenle endüstri standartları, pesimistik sonuçlarla aşırı doldurulmuş bir LED launch daha iyi bir seçenek olduğunu belirlemiştir.

LED'ler kötü bir bağlantının geçme potansiyelini engellerken, tüm mode’lar uyarıldığında (yüksek dereceli mode’lar core bölgesine uzak ve düşük dereceli mode’lar core bölgesine yakın hareket eder), kayıp ölçümü ve aşırı kötümser sonuçlarda değişikliklere neden olabilir. Katı kayıp gereksinimleri olan günümüzün gelişmiş 40 ve 100 Gig multimode fiber bağlantılarında kötümser sonuçlar bir seçenek değildir ve küçük değişiklikler bile PASS ve FAIL arasındaki fark anlamına gelebilir.

Tekrarlanabilir test sonuçları için değişkenliği azaltmanın ve başlatma koşullarını kontrol etmenin en iyi yolu Encircled Flux (EF) yöntemidir. Hem TIA hem de ISO / IEC standartlarına göre multimode fiber testi için gerekli olan EF, core bölgesini fazla doldurmadan ve aşırı iyimser kayıp ölçümleri yapmadan bir VCSEL'in lazer başlatma durumuna daha iyi uyması için ışığı hassas bir şekilde başlatır. Fluke Networks'ün CertiFiber® Pro optik kayıp test seti EF uyumlu bir test cihazıdır.