400G時代來襲超低衰減大有效面積光纖嶄露頭角

長飛光纖光纜股份有限公司研發(fā)中心│張磊

400G時代來襲超低衰減大有效面積光纖嶄露頭角

長飛光纖光纜股份有限公司研發(fā)中心│張磊

長飛超低衰減大有效面積光纖具有超低的衰減系數(shù)、較大的有效面積、優(yōu)異宏彎和微彎性能以及良好的成纜適應(yīng)性，并且可以兼容現(xiàn)有的G.652光纖，是400G和超400G陸地干線通信系統(tǒng)的最優(yōu)選擇。

中國目前陸地干線網(wǎng)主要以普通G.652.D光纖為主，而上世紀(jì)90年代鋪設(shè)的光纜已經(jīng)達(dá)到預(yù)期20～25年的使用壽命，今后幾年將逐步出現(xiàn)對干線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級換代的要求。

因此，如何為長距離陸地干線光纜選擇合適的光纖，對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和光通信廠商而言都是一個亟待解決的問題。

G.654.E建議指標(biāo)

為了獲得最佳的系統(tǒng)性能，如果將超低衰減和大有效面積的特性融合到一根光纖中，這種光纖可謂是下一代通信網(wǎng)絡(luò)中堪稱完美的光纖。目前業(yè)界熱議的G.654.E光纖兼具超低衰減和大有效面積特性，成為下一代通信網(wǎng)絡(luò)的重要選擇。

表1展示了目前正在討論中的G.654.E光纖指標(biāo)和長飛超低衰減大有效面積光纖的性能指標(biāo)范圍，可見長飛公司的超低衰減大有效面積光纖（遠(yuǎn)貝超強(qiáng)）能夠滿足甚至優(yōu)于現(xiàn)有最嚴(yán)格的G.654.E標(biāo)準(zhǔn)建議。

光纖設(shè)計(jì)、制造思路

在光纖制造工藝上，與傳統(tǒng)的摻氟外包層結(jié)構(gòu)的超低衰減大有效面積光纖相比，長飛采用純二氧化硅（SiO2）作為光纖的外包層，由于減少了氟摻雜材料的使用量，無論從材料制備成本、制備技術(shù)難度以及環(huán)保等角度，超低衰減大有效面積光纖產(chǎn)品在成本上更具有競爭力。光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 光纖折射率剖面結(jié)構(gòu)示意圖

光纖性能需要不斷提升

無論從理論還是實(shí)際角度，更低的衰減可以減少中繼站的數(shù)量并降低長距離通信網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本，因此不斷地降低光纖衰減系數(shù)是光纖研發(fā)的長期目標(biāo)。對于光纖研發(fā)和制造企業(yè)而言，如果可以在理論上對衰減組成的各個部分進(jìn)行定性和定量的分析，就可以找到降低衰減的最優(yōu)途徑，在實(shí)際工作中指導(dǎo)光纖廠商的工作方向。

●光纖衰減

表2展示了超低衰減大有效面積光纖和標(biāo)準(zhǔn)G.652.D光纖在1550nm處各損耗貢獻(xiàn)因素的具體對比數(shù)值。

●熔接性能

選擇超低衰減大有效面積光纖作為下一代長距離通信用光纖，光纖的熔接性能是一個非常關(guān)鍵的參數(shù)。G.654光纖的熔接可以分為兩方面：第一是G.654光纖的自熔損耗；第二是其與現(xiàn)網(wǎng)中大量使用的G.652.D光纖互熔時的損耗。

表1 長飛超低衰減大有效面積光纖與現(xiàn)有最嚴(yán)格G.654.E光纖性能指標(biāo)對比（*表示ITU-T仍然在討論中）

影響熔接損耗的因素有很多，但模場直徑失配是最關(guān)鍵的因素。有效面積為110μm2的超低衰減大有效面積光纖和標(biāo)準(zhǔn)G.652光纖的典型熔接損耗值，明顯低于有效面積為130μm2的大有效面積光纖同標(biāo)準(zhǔn)G.652光纖的典型熔接損耗值，如圖2所示。一般認(rèn)為，光纖接頭熱熔損耗必須≤0.08dB，而有效面積為130μm2的光纖同標(biāo)準(zhǔn)G.652熔接時，熔接損耗明顯＞0.08dB，這也是長飛選擇110μm2作為下一代通信光纖最優(yōu)有效面積的主要原因。

表2 標(biāo)準(zhǔn)G.652.D和超低衰減光纖的衰減譜分解

圖3 G.652和G.654光纖自熔接損耗對比

需要注意的是，在現(xiàn)網(wǎng)部署中需要對光纖進(jìn)行熔接的情況有2種：第一種是光纜與光纜之間的熔接，這部分主要是同種光纖的互熔，不可能出現(xiàn)較大的模場直徑失配；第二種是光纜與各種有源和無源設(shè)備之間的連接，對于這種情況我們可以通過把設(shè)備跳線換為G.654光纖跳線的方法，避免模場直徑失配，所有在實(shí)際部署中G.654光纖同G.652光纖的熔接接頭數(shù)量非常少，不會影響整體鏈路衰減。

長飛測試并比較了有效面積為110μm2的超低衰減大有效面積光纖自熔接損耗和標(biāo)準(zhǔn)G.652.D光纖的自熔損耗。G.652和G.654光纖自熔接損耗對比中，G.652典型值0.035dB，G.654典型值為0.15dB，如圖3所示。

相對于傳統(tǒng)的G.652單模光纖，由于有效面積相對較大可以減少模場直徑失配的影響，有效面積為110μm2的超低衰減光纖的自熔接損耗低于標(biāo)準(zhǔn)G.652.D光纖，典型值在0.015dB左右。考慮到長距離通信網(wǎng)絡(luò)中的大部分熔接為同一種光纖的自熔接，因此使用超低衰減大有效面積光纖作為下一代通信光纖可以顯著地減小因熔接損耗造成鏈路損耗增加。

小結(jié)

長飛超低衰減大有效面積光纖具有超低的衰減系數(shù)、較大的有效面積、優(yōu)異宏彎和微彎性能以及良好的成纜適應(yīng)性，并且可以兼容現(xiàn)有的G.652光纖，是400G和超400G陸地干線通信系統(tǒng)的最優(yōu)選擇。

編輯｜刁興玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn