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长飞:超低衰减大有效面积新型单模光纤

摘要: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通信公司来说都是一个亟须解决的问题。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。

  ICCSZ讯  目前,中国陆地干线网主要以普通G.652.D光纤为主,而上世纪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通信公司来说都是一个亟须解决的问题。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。

  超低衰减系数

  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。

  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,长飞的超低衰减大有效面积光纤产品在成本上更具有竞争力。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,就可以有效地帮助企业找到降低衰减的最优途径,在实际工作中指导企业的工作方向。

  大有效面积

  长飞公司正在研发第二代超低衰减光纤技术,并已经取得关键性突破,其有效面积将更大,典型衰减值也将更低。

  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。G.654光纤的熔接可以分为两方面。第一是G.654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。有效面积为110μm2的超低衰减大有效面积光纤和标准G.652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G.652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G.652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。

  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两种。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,对于这种情况可以通过把设备跳线换为G.654光纤跳线的方法,避免模场直径失配,所有在实际部署中G.654光纤同G.652光纤的熔接接头数量非常少,不会影响整体链路衰减。

  长飞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G.652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0.15dB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。

  优异宏弯性能

  另一个影响大有效面积光纤在陆地使用的因素是陆地缆的安装和应用环境比海缆更复杂,经常需要经过一些转角或需要在分线盒内留有余长盘纤,因此必须保证陆地干线光纤比海缆光纤有更好的抗宏观弯曲性能。

  影响宏弯的主要因素是光纤的剖面设计。辅助下陷内包层结构是弯曲不敏感G.657光纤所使用的主要设计方案,而在长飞的超低衰减大有效面积光纤设计中,使用类似的结构,将下陷内包层的体积优化至一个合理的值来获得更好的抗弯曲性能。长飞的超低衰减大有效面积光纤较标准G.652.D单模光纤有着更优异的抗弯曲性能,完全满足并优于G.657.A1标准,从而满足陆地干线实际部署中各种复杂苛刻环境的要求。

  抗微弯性能

  目前对大有效面积光纤在陆地使用的最大担心就是微弯性能。微弯是影响成缆设计和成缆过程的重要因素,优异的微弯性能可以减小成缆设计和成缆过程的难度,并且可以改进光缆在不同应用条件下,尤其是极端环境中的性能稳定性。但目前主流的增大光纤有效面积的方法是增加芯层直径或降低芯层相对折射率,这两种设计都会对光纤的微弯带来负面影响。对于长飞公司的超低衰减大有效面积光纤,通过特殊优化设计的下陷内包层结构,并结合特殊的光纤涂覆工艺,有效地降低了超低衰减大有效面积光纤的微弯损耗。

  陆地干线通信最优选

  由于陆地干线光缆的使用环境较海洋光缆使用环境更为复杂苛刻,陆地缆需要在经历更剧烈的温度变化的条件下仍然保持链路损耗的稳定性。为了进一步验证长飞光纤在成缆后的性能,长飞进行相关成缆实验。在相关标准汇总,通常使用光缆温度循环测试来检测衰减随温度的变化。在实验中,我们将12芯超低衰减大有效面积(110μm2)光纤置于一个GYTA的光缆管内进行TCT实验。

图1.光纤衰减随温度的变化:12个颜色代表12芯光纤的衰减变化

  由可以发现,当温度在-40℃-70℃的范围内变化时,我们的超低衰减大有效面积(110μm2)光缆的衰减变化小于0.01dB/km,远远优于IEC和ITU-T标准规定的0.05dB/km。

图2.在同一套管中的12芯光纤在成缆过程中的光纤衰减伴随成缆工艺流程的变化

  图2为长飞超低衰减大有效面积光纤在成缆各个工序中衰减的变化。实验可以发现,由于长飞的光纤拥有优异的宏弯和微弯性能,成缆后光纤在1550nm波长处的衰减值较成缆前光纤原有衰减在同一水平,甚至更低。因此,长飞的超低衰减大有效面积光纤增加了光缆设计的灵活性,且成缆过程不需要其他特殊工艺控制,减少了成缆的时间和成本。

  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、优异的宏弯和微弯性能及良好的成缆适应性,并且可以兼容现有的G.652光纤,是下一代400G和超400G陆地干线通信系统的最优选择。

内容来自:通信产业网
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关键字: 超低损 长飞
文章标题:长飞:超低衰减大有效面积新型单模光纤
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