全波光纖技術(shù)詳解

　　概況

　　由朗訊公司發(fā)明的全波光纖ALL-wave?Fiber消除了常規(guī)光纖在1385nm附近由于OH離子造成的損耗峰，損耗從原來的2dB/km降到0.3dB/km，這使光纖的損耗在1310nm～1600nm都趨于平坦。其主

　　全波光纖要方法是改進(jìn)光纖的制造工藝，基本消除了光纖制造過程中引入的水分。全波光纖使光纖可利用的波長增加100nm左右，相當(dāng)于125個(gè)波長通道100GHz通道間隔。全波光纖的損耗特性是很誘人的，但它在色散和非線性方面沒有突出表現(xiàn)。

　　以多業(yè)務(wù)接入、寬帶寬為主要特點(diǎn)的城域網(wǎng)的發(fā)展,要求開發(fā)具有盡可能寬的可用波段的光纖。全波光纖便是一種能滿足上述要求的新型單模光纖。

　　名稱由來

　　常規(guī)單模光纖可用于通信的波段有兩個(gè)“窗口”(所謂“窗口”,就是光損耗最低的波段):在20世紀(jì)80年代,人們開始使用單模光纖時(shí),認(rèn)為波長是1310納米附近的波段最好,可用范圍約是1260納米～1360納米,這就是一個(gè)窗口;到90年代初,生產(chǎn)制造了1550納米的激光器,用它作為光纖通信的光源,人們發(fā)現(xiàn)1550納米這個(gè)波段更有利于光通信,不僅是這個(gè)波段的光損耗最低(0.2分貝/千米),而且窗口也很寬(從1510納米～1610納米),有利于裝用波分復(fù)用系統(tǒng),能進(jìn)一步擴(kuò)充光纖通信的傳輸容量。于是,光纖通信應(yīng)用的重點(diǎn)就隨之移到了這個(gè)窗口。20世紀(jì)90年代,光纖通信系統(tǒng)就大部分工作在這個(gè)波段。在1310納米和1550納米這兩個(gè)窗口之間有一個(gè)1385納米波段,即從1360納米～1510納米這一段,由于光損耗較大一直被認(rèn)為不能使用。

　　在1385納米附近損耗大的主要原因是由于在光纖的制造過程中,混雜有一些0H離子和金屬雜質(zhì),它們在電磁場的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)吸收,引起附加衰耗。其中,以0H離子的影響最為嚴(yán)重。它的最終結(jié)果是在1385納米附近形成一個(gè)損耗比周圍高出0.5～1分貝左右的水吸收峰。顯然,如果能設(shè)法消除這個(gè)吸收峰,則光纖的可用頻段便會(huì)展寬。全波光纖就是采用新的生產(chǎn)流程,使殘留的0H離子幾乎全部消除掉的一種新型光纖。

　　全波光纖把原來認(rèn)為是不能使用的波段的光損耗降低下來,把兩個(gè)窗口之間的間隔打通,形成了一個(gè)寬的窗口,使從1335納米一直到1625納米的整個(gè)波段都可以使用,因此把這個(gè)打通后的新窗口稱為“全波窗口”(參見圖1)。具有全波窗口的光纖就叫做全波光纖(all wave fiber)。

　　特點(diǎn)

　　簡述

　　與目前廣泛應(yīng)用的單模光纖相比,全波光紆能大大提高系統(tǒng)的傳輸容量。通過果用這種光纖和利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù),能使光通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率從目前的吉比特/秒(Gbit/s)級提高到太比特/秒(Tbit/s)級。

　　全波光纖可提供比現(xiàn)在普通單模光纖超出100納米的有效波段，至少是常規(guī)光纖使用波段的1.6倍。全波光纖是一種匹配包層光纖，其在1310nm與1550nm波段的性能是完全一樣的。但與傳統(tǒng)的單模光纖相比，全波光纖還具有其不可比擬的優(yōu)勢; 更鄉(xiāng)的波長： 全波光纖可以提供從1280mn-1625nm的完整傳輸波段為DWDM系統(tǒng)提供的彼長至少超過常規(guī)光纖60%。全波光纖除去了水峰損耗，開辟了以前不能利用的1340nm至1440nm的窗口。這使服務(wù)商可以用全波光纖提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，如多媒體、Internet和VOD、點(diǎn)播電視。 對高速率傳輸有更長的非色散補(bǔ)償距離：一在1400nm波段，全波光一纖的色散只有常規(guī)光纖在1550nm波段的一半以下，這可允許信號無補(bǔ)償傳輸距離增加一倍以上。全波光纖不只提供更多的彼長，而且對高速信號(10G/s)在1400nm區(qū)域具有很小的色散。利用全波光纖，在1400nm區(qū)域10Gb/s信號無色散補(bǔ)償距離可比常規(guī)光纖在1550nm窗口長 2倍以上。 一根光纖上同時(shí)存在多種服務(wù)： 全波光纖可同時(shí)在光纖波段的一個(gè)區(qū)域傳輸模擬信號，在另一個(gè)波段傳輸高速率信息(可達(dá)10Gb/s)，而在另外一個(gè)波段傳輸?shù)退俾蔇WDM信息。全波光纖在目前帶寬需求成指數(shù)增長的情況下為城市提供本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的最佳方案，是適應(yīng)現(xiàn)在及將來的功能強(qiáng)大、高度靈活的光纖產(chǎn)品。

　　最大優(yōu)點(diǎn)

　　全波光纖的最大優(yōu)點(diǎn)就是大大加寬了光纖通信的帶寬。它可提供比原來常規(guī)單模光纖多100納米的帶寬,如果按波分復(fù)用的現(xiàn)用波長標(biāo)準(zhǔn)間隔為0.8納米(還有可能降低到0.4納米)來算,就可以多增加125個(gè)通路;以一個(gè)通路的傳輸速率為10吉比特/秒計(jì),總共可以增加125個(gè)通路。

　　此外,多個(gè)波長的光纖通信系統(tǒng)可以有更多的波長供選擇,能適應(yīng)多種業(yè)務(wù)的需要;它更有利于實(shí)現(xiàn)全光聯(lián)網(wǎng),將一個(gè)波長作為一個(gè)通道,全光地進(jìn)行路由選擇。由于全波光纖也還是單模光纖和現(xiàn)用的單模光纖有許多相同的特性,所以完全可以與現(xiàn)有的光纖系統(tǒng)兼容,現(xiàn)有的光纖通信設(shè)備都可以繼續(xù)使用,這就為它的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了一個(gè)重要的條件。

　　產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

　　2000年4月，為適應(yīng)光纖產(chǎn)品技術(shù)的最新進(jìn)展，ITU(國際電信聯(lián)盟)對G.652單模光纖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大規(guī)模的修訂，到10月份正式定稿，對應(yīng)于IEC(國際電工委員會(huì))的分類編號B1.3，ITU-T將“全波光纖”定義為G.652c類光纖，主要適用于ITU-T G.957規(guī)定的SDH傳輸系統(tǒng)和G.691規(guī)定的帶光放大的單通道SDH傳輸系統(tǒng)和直到STM-64(10Gbit/s)的ITU-T G.692帶光放大的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)，對于1550nm波長區(qū)域的高速率傳輸通常也需要波長色散調(diào)節(jié)。

　　我國參考IEC和ITU的最新光纖分類標(biāo)準(zhǔn)，對GB/T9711-1998《通信用單模光纖系列》進(jìn)行了修訂，在GB/T 9771.3-2000中將其正式命名為“波長段擴(kuò)展的非色散移單模光纖”，新國標(biāo)自2001年6月1日起實(shí)施。

　　應(yīng)用

　　全波光纖的出現(xiàn)，使水峰處的損耗由原來的2dB/km降到0.31dB/km以下，使光纖的損耗在1310nm-1600nm波長范圍內(nèi)都趨于平坦，據(jù) 估計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)可以使光纖可利用的波長增加100nm左右，相當(dāng)于125個(gè)波長通道(100GHz通道間隔)。因此，全波光纖為城域光纖網(wǎng)的建設(shè)提供了一 個(gè)較好的方案，因?yàn)槌怯蚓W(wǎng)通信距離一般不超過80km，沿途分/插設(shè)備多，不必追求很小的光纖衰減，也很少需要光纖放大器，另外，由于全波光纖最適用于粗波分復(fù)用(CWDM)，可提供較高的帶寬，同時(shí)由于其20nm左右的信道間隔，放寬了對濾波器和激光器穩(wěn)定性的要求，從而大大降低了成本。再者，全波光纖的出現(xiàn)，使利用單一光纖實(shí)現(xiàn)多種通信業(yè)務(wù)有了更大的靈活性，例如，可以在同一根光纖上同時(shí)開通，用于第二波段的波分復(fù)用(WDM)模擬視頻，在1350-1450nm波段上的高比特(10Gbit/s)數(shù)據(jù)傳輸(該波段上光纖色散很小)，以及高于1450nm波段上的2.5Gbit/s的密集波分復(fù)用(DWDM)的數(shù)據(jù)傳輸。因此可以預(yù)見，未來中小城市城域網(wǎng)的建設(shè)會(huì)大量采用這種光纖。