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用于下一代陆地干线传输网络的新型超低衰减大有效面积单模光纤

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中国目前陆地干线网主要以普通G.652.D光纤为主,而90年代铺设的光缆已经达到预期20-25年的使用寿命,所以今后几年将逐步面临着对主干网络进行升级换代的要求。因此,如何为长距离陆地干线光缆选择合适的光纤,对于网络运营商和光公司来说都是一个急需解决的问题。为了获得最佳的系统性能,如果将超低衰减和大有效面积的特性融合到一根光纤中去,这种光纤将会是下一代通信光纤中最完美的光纤。

下表中给出了目前正在讨论中的G.654.E光纤指标和长飞超低衰减大有效面积光纤的性能指标范围,长飞公司的超低衰减大有效面积光纤(远贝®超强)能够满足甚至优于现有最严格的G.654.E标准建议。

 

2.光纤设计和制造

光纤折射率剖面结构示意图

和传统的掺氟外包层结构的超低衰减大有效面积光纤相比,长飞采用纯二氧化硅(SiO2)作为光纤的外包层,由于减少了氟掺杂材料的使用量,无论从材料制备成本,制备技术难度以及环保等角度,我们的超低衰减大有效面积光纤产品在成本上更具有竞争力。

3.光纤性能

3.1光纤衰减

无论从理论还是实际角度,更低的衰减可以减少中继站的数量并降低长距离通信网络的维护成本,因此不断地降低光纤衰减系数是光纤研发的长期目标。对于光纤研发和制造企业,如果我们可以在理论上,对衰减组成的各个部分进行定性和定量的分析,就可以有效的帮助我们找到降低衰减的最优途径,在实际工作中指导我们的工作方向。

下表给出了超低衰减大有效面积光纤和标准G.652.D光纤在1550nm处各损耗贡献因素的具体对比数值。

标准G.652.D 和超低衰减光纤的衰减谱分解

3.2熔接性能

选择超低衰减大有效面积光纤作为下一代长距离通信用光纤,光纤的熔接性能是一个非常关键的参数。G654光纤的熔接可以分为两方面:第一是G654光纤的自熔损耗;第二是其与现网中大量使用的G.652.D光纤互熔时的损耗。

影响熔接损耗的因素有很多,但模场直径失配是最关键的因素。如下图所示,有效面积为110μm2的超低衰减大有效面积光纤和标准G652光纤的典型熔接损耗值明显低于有效面积为130μm2的大有效面积光纤同标准G652光纤的典型熔接损耗值。一般认为,光纤接头热熔损耗必须小于等于0.08dB,而有效面积为130μm2的光纤同标准G652熔接时,熔接损耗明显大于0.08dB。这也是我们选择110μm2作为下一代通信光纤最优有效面积的主要原因。

标准G652光纤和不同有效面积(110μm2和130μm2)光纤的熔接性能 对比

需要注意的是,在现网部署中需要对光纤进行熔接的情况有2种:第一个就是光缆与光缆之间的熔接,这部分主要是同种光纤的互熔,不可能出现较大的模场直径失配;第二种就是光缆与各种有源和无源设备之间的连接,对于这种情况我们可以通过把设备跳线换为G654光纤跳线的方法,避免模场直径失配,所有在实际部署中G654光纤同G652光纤的熔接接头数量非常少,不会影响整体链路衰减。

G652和G654光纤自熔接损耗对比:G652典型值0.035dB,G654典型值为0.15dB

如上图所示,我们测试并比较了有效面积为110μm2的超低衰减大有效面积光纤自熔损耗和标准G.652.D 光纤的自熔损耗。相对于传统的G652单模光纤,由于有效面积相对较大可以减少模场直径失配的影响,有效面积为110μm2的超低衰减光纤的自熔接损耗低于标准G.652.D 光纤,典型值在0.015dB左右。考虑到长距离通信网络中的大部分熔接为同一种光纤的自熔接,因此使用超低衰减大有效面积光纤作为下一代通信光纤可以显著地减小因熔接损耗造成链路损耗增加。

4.小结

长飞超低衰减大有效面积光纤具有超低的衰减系数、较大的有效面积、优异宏弯和微弯性能和良好的成缆适应性,并且可以兼容现有的G652光纤,是下一代400G和超400G陆地干线通信系统的最优选择。