超低损耗光纤

1、超低损耗光纤一超长站距光通信的新选择文章选自E讯网摘要：文章介绍了一种单模超低损耗G.652光纤，其与普通G.652D光纤的实验对比 表明，这种光纤在损耗、受激布里渊散射阀值、偏振模色散等方面具有较大优势，而其他指 标则处于相当水平。另外文章分析表明，在一定条件下这种光纤也具有相对的经济性优势。 在十二五智能电网大发展的时期，这种光纤无疑将是延长配套光纤通信传输距离的另一 有效解决方案。0引言超长站距光通信技术已被成功应用于国家电网的多个跨区和示范工程中超长站距光通 信技术延长了中继距离，减少了中继站的数量，在提高通信系统可靠性的同时也节约了大量 建设和维护资金，在实际投产的项目中，2.5Gbit/s速率下采用双向喇曼的通信段的单跨距 离已经达到了 321km。现有的理论研究及实际工程中，主要倾向于通过提高光功率预算的 方式来延长光信号的传输距离，但所能获得的光功率总预算已几乎达到了极限水平1，因 此，在保证其他性能指标的前提下，选择衰耗更低的光纤成为延长光传输距离的另一途径。1超低损耗光纤及其特性本文所指的超低损耗光纤是康宁公司生产的SMF-28ULL（UltraLowLoss ，超

2、低损耗） 新型光纤，这种光纤于2008年正式投入商用，国网信息通信有限公司于2009年联合康宁 公司和武汉光迅公司在国内率先对该种光纤做了比较系统的测试和传输实验（以下简称联 合实验）。2010年，国内几家光缆制造企业用该种光纤做了 OPGW成缆实验，中国电信、康宁和华为也对该种光纤进行了联合测试。2010年底，受国家电网公司委托，国网信通公 司对这种光纤进行了出国考察。下面将从该种光纤的衰减特性、受激布里渊散射阈值、偏振 模色散特性及其他特性进行介绍。1.1衰减特性超低损耗光纤为G.652标准光纤，使用了纯硅纤芯，在1550nm处的衰减值为0.17 0.18dB/km 比普通 G.652 光纤的 0.2dB/km 指标低 0.02 0.03dB/km 典型值为 0.168 dB/km。在联合实验中，其实测值为0.169dB/km，而在2010年通光公司的成缆实验中， 其实测值则达到了 0.166dB/km2。严格来讲，超低损耗光纤属于G.652B光纤，属非低水峰光纤，但由于水峰所 在的E波段在通信中几乎没有实际的使用，所以并不影响它在通信系统中的应用。根据实际 测试，除了在E波段大部

3、分频点上的衰减值高于G.652D光纤外，超低损耗光纤在1310nm 所在的O波段、1480nm所在的S波段、1550nm所在的。波段、L波段及U波段的衰 减均明显低于G.652D光纤2。对于短距离传输，衰耗从0.2 dB/km降低到0.166 dB/km（即每千米损耗降低0.034 dB），效果不会很明显，因为以80km计算，总的衰耗值降低了2.72dB，可以延长传输距 离16km。但是对于超长站距而言，以321km来计算，总的衰耗值降低了 10.914dB , 则可以延长传输距离65km。相同衰耗条件下普通G.652光纤与ULL光纤所能传输的距离 对比如图1所示。槐UUD!l图1相同衰耗下，普通G.652光纤与ULL光纤传输距离的对比Fig.1thecomparisonoftransmissiondistancebetweenusingcommonG.652fiberandULLfiberunderthesameloss从图1可以看出，在光纤衰减一定的情况下，ULL光纤可以比普通G.652光纤传输更 远的传输距离，而且随着衰减值的增加，ULL光纤比G.652光纤传输距离的增加效果更明

4、 显，因此对于超长站距，ULL光纤更能体现其价值。相同传输距离条件下接收测OSNR的对比如图2所示（以17dBm入纤计算）。Fig.2thecomparisonofreceivingOSNRunderthesametransmissiondistance从图2中可以看出，在相同传输距离的条件下（在100 km以后），利用ULL光纤传输 比G.652光纤传输在接收侧可以获得更好的光信噪比，从而使信号质量更好。1.2受激布里渊散射阈值根据联合实验的测试，超低损耗光纤比普通G.652D光纤具有更高的受激布里渊散射 （SBS，stimulatedBrillouinscattering）阈值，可以获得更高的入纤功率，从而能将信号传 输更远。在2.5 Gbit/s速率下，利用直调激光器，对于单波长传输普通G.652D光纤受激 布里渊阈值一般在17 dBm左右，常规的单波长传输，入纤功率一般在17-19 dBm。通 过增加受激布里渊抑制器（受激布里渊抑制器通过展宽光谱的方法实现）可以在一定程度上 提高受激布里渊阈值，可以提高到22-23 dBm的入纤功率。而超低损耗光纤在增加受激 布里渊抑制器的情况

5、下，最大可以支持的入纤功率可以达到25dBm，因此，超低损耗光纤 的对2.5G系统SBS阈值可以提高2 - 3dB。在10Gbit/s速率利用EA外调制的情况下，普通G.652D光纤在增加受激布里渊抑制 器时可以支持的入纤功率为17-18dBm，而利用超低损耗光纤可以支持的入纤功率为19 dBm，因此超低损耗光纤对10G系统SBS阈值可以提高1-2dB。因此，ULL光纤相对普通G.652光纤有更高的受激布里渊阈值，可提到13dB左右。1.3偏振模色散对于基于 10Gbit/s 以上和 DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing ，密 集波分复用）的高速大容量系统来说，限制光通信系统发展的主要因素已由衰耗受限转变为 色散受限和非线性受限，随着传输速率的提高，偏振模色散（PMD，Polarization Mode Dispersion）对通信系统的影响愈来愈明，而且越来越不可低估。超低损耗光纤除具有低损耗的特性外，还具有比普通G.652D更低的偏振模色散， PMDQ可以达到0.04ps/km1/2，远低于G.652D光纤的0.2ps/km1/2标准，从

6、而，超 低损耗光纤与G.652D光纤相比更适合于高速率系统的传输。在2010年中国电信、华为和康宁公司所完成的100 G超长距离WDM（Wavelength DivisionMultiplexing，波分复用）传输实验中，使用超低损耗光纤实现了超过3000km 的超长传输距离，创造了全球陆地光缆传输系统100GWDM传输距离的最新记录。1.4其他特性除上述性能外，超低损耗光纤的其他特性（包括模场直径和色散性能）与G.652D光纤几 乎一致，根据实际测试，超低损耗光纤的接头熔接损耗约为0.013dB/个，与其他单模光纤 光纤的对接损耗约在0.01 0.05 dB/个之间，并不能对通信链路产生实质性影响，也就是 说，超低损耗光纤与普通G.652光纤是可以对接兼容的，成缆附加损耗在1550nm处约为 0.01dB/km，在-40OC+65C之间的温度附加衰减也在0.02dB以内2。综上所述，超低损耗光纤更为适合超长站距及高速大容量长距离传输。2ULL光纤的实验和使用情况在2009年的联合实验中，采用随路遥泵技术实现了 2.5Gbit/s速率下514km和10Gbit/s速率下432km的超长

7、站距光传输，实验结果见表1所列。速率配置最大传输 距离*m总衰耗/dBUFEC16 + BA(17) + PA + DCM + UFEC1637562.B2UFEC16 + BA(25) + PA + DCM + UFEC ：6408 5968.74UFEC1G + BA(17) + RFA+ PA + DCM + UFEC1B402GP 02 GbitsUFEC16 + BA(25) + RFA + PA + DCM + UFEC1643975.21UFEC16 + BA(25) + RO PA + RFA + PA + DCM + UFEC16505.79S6.2UFEClE 4- BA(14 4) + 刖向RFA + ROPAffi路 遥泵 + RFA + PA+ DCM + UFEC1I3514 09B7 6UFEC64 + BA(17) + PA + DCM + UFEC643285.1UFEC64 + BA(19) + PA + DCM + UFEC64341 837 10 GbiVsUFECG4+ BA(17) + RFA + PA+ DCM + UFEC64362.89

8、61.4UFEC64 + BA(约)+ RFA + PA + DCM + UFEC64373133.7UFECG4 + BA(191 + RO PA + RFA + PA + DCM + UFEC64432 5372.87表1采用超低损耗光纤在实验室实现的传输距离随后，又实现了 2.5 Gbit/s系统无中继521 km的超长站距传输，这是目前所报道过的使用前置随路遥泵技术传输的最远距离4。MB c nil、画甬冲探啊耳-71丽曲 ULL单m fsN100Gb丽曲EDFA君理汁1|冲的7 293km昏片-&-麋肃 野、SM目幽3孚斗。幽 3293km 片-0-100GbsFig.3293kmnonre-ay=ransmissionsys1:embyusinguLLfibera1100Gbifjbft attencaHoswho布 59 毋3-ncjud 一 ng 5P=S5 A017 dB_km图4293km无中100Gbit/s传输系统光纤使用情况Fig.4theuseoffiberin293kmnon-relaytransmissionsystemat10Gbit/s而后，将最后2

9、5km的ULL光纤换成普通G.652D光纤，经过测试，信号的误码性能 基本都在E-005这一数量级上，没有出现本质性的劣化。随着信息化应用和智能电网的发展，电力系统通信的带宽需求越来越大，目前大量使用 的G.652D光纤在一些情况下对于高速率（如40Gbit/s及以上）的通信需求可能无能为力， 根据以上实验结果，在这种情况下超低损耗光纤也将是一个更好的选择。超低损耗光纤已在阿联酋、美国、澳大利亚、阿尔及利亚等国家被实际使用。考虑到其 优良的特性，国家电网公司将在2011年投产的青藏交直流联网工程配套通信工程中使用超 低损耗光纤，用以完成沱沱河一安多的300 km的超长距离光传输，这也是超低损耗光纤 在国内的首次使用。3经济性分析超低损耗光纤较普通G.652D光纤低的衰耗按0.02dB/km计算，根据光通信系统典 型配置报告6分析如下。1）当中继距离267 km时需要使用反向喇曼设备。设需要中继的距离为270 km，此 时使用正向喇曼设备和使用超低损耗光纤均可实现超长站距的光传输设普通G.652D光纤 的价格为X 元/km，超低损耗光纤的价格为Y元/km，反向喇曼的价格为C，则对于每一芯 纤芯来说：使用反向喇曼设备需要增加的费用=C;使用超低损耗光纤需要增加的费用=270 X (Y-X);令 C=270

《超低损耗光纤》由会员m****分享，可在线阅读，更多相关《超低损耗光纤》请在金锄头文库上搜索。