70年代后期，光纖技術(shù)開始進入商業(yè)領(lǐng)域，光纖的一些固有特性優(yōu)點(如不受噪聲干擾以及較高的傳輸帶寬等)使它成為了各種應用領(lǐng)域中的理想傳輸介質(zhì)。高傳輸速率系統(tǒng)的垂直干線用光纖來實現(xiàn)已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者們的首選設(shè)計方案。對這些垂直主干上的光電器件的投資通常可在帶寬和保密性方面得到補償。但是，在水平工作區(qū)，光纖的應用長期被忽視。八十年代初，終端用戶開始將光纜安裝到工作站的信息出口，希望在將來會有經(jīng)濟實用的光纖產(chǎn)品問世，但是大多數(shù)用戶所安裝的水平光纜是在“黑暗”模式下工作的，這是因為系統(tǒng)光電器件不能達到要求的帶寬，并且價格太高。

　　由于沒有經(jīng)濟實用的光纖產(chǎn)品，用戶對光纖水平區(qū)布線失去了興趣。近來，由于布線標準的改變以及光電器件、光纜、連接器技術(shù)的發(fā)展和應用帶寬的逐步升級，很多用戶開始重新考慮用“光纖到桌面”來替代水平布線系統(tǒng)中的銅纜方案。下面我們將對一些與此相關(guān)的技術(shù)問題和標準加以討論。

　　光纖連接器技術(shù)的發(fā)展

　　近幾年，光纖連接器、光纜和光電器件等光纖技術(shù)得到了長足的發(fā)展。光纖連接器的物理尺寸和外形(如ST、SC接口)的改變一直被產(chǎn)品開發(fā)者和最終用戶們所關(guān)注。由于許多局域網(wǎng)中的應用只要求使用兩根光纖(一根用于發(fā)射，另一根用于接收)，所以在大多數(shù)情況下需要使用雙芯光纖連接器。雙芯光纖連接器的尺寸總是比用于非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng)的RJ45插座的尺寸要大得多，考慮到配線架上連接器的密度，非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng)將更有吸引力。在工作站信息出口，雙芯光纖連接器也存在著嚴重的空間問題——在一個單孔美標安裝盒上，很難設(shè)計出能支持2個以上雙芯光纖連接器的面板和模塊。

　　為了解決這個問題，幾個生產(chǎn)商開發(fā)出了小尺寸的雙芯光纖連接器，使光纖連接器可以在尺寸上與RJ45連接器競爭。這些連接器中有幾種在設(shè)計上很有創(chuàng)意，且大大減少了光纖端接所需的時間。一些廠商還和光電器件生產(chǎn)廠商結(jié)成伙伴關(guān)系，來生產(chǎn)相同外形尺寸的耦合器以安排LED/PIN 對，支持了新型光纖連接器的生產(chǎn)。然而，當前EIA/TIA TR41.8 建議中規(guī)定，在工作站一端仍然把SC 雙芯光纖連接器作為標準光纖連接器，而在電信間一端則可以使用任何光纖連接器。不管TR41.8 如何看待這一問題，小尺寸光纖連接器的開發(fā)已使得光纖連接器和UTP 連接器的尺寸基本相當。

　　光纖技術(shù)的發(fā)展

　　短波長是指850nm，而長波長則是指1300nm 。表1 給出了多模光纖兩個波段的獨立工作窗口。這些工作窗口是由光纖的衰減特性決定的。然而，1996年以后，由于光纖制造技術(shù)的進步，光纖衰減特性得到了改善，使得光纖在整個 720nm～1370nm的波段內(nèi)都可以使用。這對波分復用(WDM)系統(tǒng)的開發(fā)是很重要的。

　　表2給出了62.5nm和50nm光纖在特定波段的特性比較。兩種纖芯尺寸都可用于局域網(wǎng)。從表2中可以明顯看出，50nm光纖的帶寬與波長無關(guān)，這是50nm光纖的一大優(yōu)點，然而，由于其纖芯尺寸與常用的62.5nm光纖有差異，使用50nm光纖會產(chǎn)生3dB的能量衰減。如果能量大到在最壞的鏈路情況下能容納這3dB的衰減，那么它所增加的帶寬就可以支持更多的應用了(如千兆位以太網(wǎng))，并有很大的帶寬余量。

　　既然62.5nm光纖的信號衰減在820nm至920nm波段內(nèi)是最大的，那么為什么它仍工作在這一波段呢?很簡單，這是因為光電器件(LED和PIN)與相應的長波長器件比較價格很低，只有其價格的30% 左右，因此使用短波長光電器件是非常重要的。

　　光纖器件的發(fā)展

　　發(fā)光二極管(LED)和PIN 光電二極管是短波長多模光纖中最常用的光源和光檢測器。LED 可以支持的數(shù)據(jù)速率高達125Mbps。普通PIN受噪聲影響較大，為了減少噪聲的影響，在PIN封裝中增加了一個互阻抗放大器，這種光檢測器就是PIN-FET組件。這種器件的優(yōu)點是造價較低，但LED 可支持的傳輸速率較低，難以將其應用在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊现小?/P>

　　激光器(laser)和雪蹦光電二極管(APD)是另一類用于光纖系統(tǒng)的光源和探測器。這些器件可支持極高的數(shù)據(jù)傳輸速率。APD有很高的量子效率，這使其非常適合于“弱光”應用。然而，這兩種器件都很復雜，要保持它們穩(wěn)定地工作對電子和溫度的控制要求都很高。正是這種復雜性使得它們的應用費用相當高，因而限制了使用。

　　“激光原則”的一個例外是工作于短波長波段的垂直腔表面發(fā)射激光(VCSEL)。它與LED相比的優(yōu)點是——它是一種半導體激光，可支持高達2Gbps的傳輸速率。而且，它的驅(qū)動電流小，輸出光功率可達1mW(0dBm)，光譜寬度小于0.5nm。更重要的是它對電路的要求較低，從而大大地簡化了設(shè)計要求，同時也降低了器件造價。VCSEL在封裝上也優(yōu)于 LED ，它不需要棱鏡，幾個VCSEL 可以在同一個基片上組成一個陣列，這使其非常適合于帶狀光纖和WDM應用。上述優(yōu)點使得VCSEL成為理想的光源。VCSEL優(yōu)越的帶寬性能使多模光纖成為千兆以太網(wǎng)應用的理想選擇之一。表3 給出了LED和VCSEL的比較。

　　 光纖標準

　　用戶和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者們越來越關(guān)心電磁干擾/射頻干擾(EMI/RFI)、帶寬、鏈路距離、數(shù)據(jù)安全性和網(wǎng)絡(luò)故障等問題。能同時滿足上述各項指標要求的唯一介質(zhì)就是光纖。1995年，TIA/EIA TSB-72 標準的出臺和1998年TIA 光纖局域網(wǎng)小組(FOLS)短波長聯(lián)盟的形成就是最好的證明。

　　TSB-72是一種集中式光纖布線系統(tǒng)的標準。TSB-72允許光纖布線的距離為300米，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者可以利用長傳輸距離去將網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備(如路由器、集線器和交換機等)集中到一個設(shè)備間內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)給用戶提供了一個由當前共享帶寬環(huán)境過渡到交換環(huán)境的途徑。集中式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增加了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，簡化了網(wǎng)絡(luò)的擴充、移動、變更和管理，減少了網(wǎng)絡(luò)的故障時間，最重要的是它顯著地減少了安裝費用。

　　100Mbps快速以太網(wǎng)是增長速度最快的一種局域網(wǎng)應用。1995年IEEE802.3u 100BASE-FX 標準定義了光纖介質(zhì)的快速以太網(wǎng)標準。100BASE-FX 標準采用FDDI標準的信號編碼(4B5B編碼)方式和物理介質(zhì)信號部分。它使用長波長(1300nm)光電器件，而長波長(1300nm)光電器件的價格比短波長(850nm)光電器件的價格高許多(前面已介紹過)。因此，IEEE 目前正在制定一個新標準——100BASE-SX。一些相關(guān)的廠商也在1998年1季度成立了短波長聯(lián)盟。它的任務就是制訂采用低成本短波長光纖器件的快速以太網(wǎng)標準。注意，這是非常重要的。它的短期目標是：

　　1.降低成本，即采用普通的光電器件，通過使用已開發(fā)出的短波長光電器件(LED和PIN)達到降低成本的目的。

　　2.100BASE-SX標準將與10BASE-FL標準兼容。

　　3.可采用連接器。

　　4.易于升級到100Mbps。

　　介質(zhì)轉(zhuǎn)換

　　完整地考慮一個光纖到桌面的解決方案，不僅要有光纖信息出口(ST、SC、平直或傾斜等)和光纖配線箱(ST、SC、墻面安裝型、機柜安裝型、可抽拉式等)，還需要考慮光纖直接到桌面后計算機網(wǎng)卡及集線器等設(shè)備的問題。

　　因此，在眾多的光纖到桌面解決方案中，很多技術(shù)人員會碰到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的造價將會提高很多這樣一個很現(xiàn)實的問題，即我們平常使用的計算機網(wǎng)卡將被換成光纖網(wǎng)卡，普通集線器的RJ45出口也不能再使用了，而是被純光纖出口的集線器所取代。由于光纖網(wǎng)卡及光出口的集線器價格非常昂貴，致使整個系統(tǒng)造價上升，所以光纖到桌面現(xiàn)在在國內(nèi)還基本上只是紙上談兵。

　　一種非常實用的實現(xiàn)光纖到桌面的方法是使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器(即光電轉(zhuǎn)換器)。這種器件使局域網(wǎng)的升級非常簡單，且可以保護銅纜LAN設(shè)備的投資。