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光纖光纜和通信電纜的技術發(fā)展與思考

【發(fā)布時間：2018-02-05 12:03:54】

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1光纖技術發(fā)展的特點

　　1.1網絡的發(fā)展對光纖提出新的要求

　　下一代網絡(NGN)引發(fā)了許多的觀點和爭論。有的專家預言，不管下一代網絡如何發(fā)展，一定將要達到三個世界，即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網莫屬，但高速骨干傳輸的發(fā)展也對光纖提出了新的要求。

　　(1)擴大單一波長的傳輸容量

　　目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15會議上，美國已提出對40Gbit/s系統(tǒng)引入一個新的光纖類別(G.655.C)的提議，并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討，也許不久的將來就會出現(xiàn)一種專門的40Gbit/s光纖類型。

　　(2)實現(xiàn)超長距離傳輸

　　無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術，實現(xiàn)2000～5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標，采用拉曼光放大技術，可以更大地延長光傳輸的距離。

　　(3)適應DWDM技術的運用

　　目前32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)已經運用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)最近也已完成，當光纖的非線性測試指標明確之后，對光纖的有效面積將會提出相應指標，特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。

　　1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用

　　2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖;將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用，細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求(如有些光纖幾何參數的容差變小)，明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標要求(如PMD值的規(guī)定)，并提出了一些新的指標概念(如“色散縱向均勻性”等)，對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現(xiàn)及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進，或有重要的提升;都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整，是值得注意的光纖技術新動向。

　　1.3新型光纖在不斷出現(xiàn)

　　為了適應市場的需要，光纖的技術指標在不斷改進，各種新型光纖在不斷涌現(xiàn)，同時各大公司正加緊開發(fā)新品種。

　　(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖

　　主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大，使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，據稱很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2Tbit/s的記錄。還有一些公司開發(fā)負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，并簡化了色散補償的方案，在長距離無再生的傳輸中表現(xiàn)出很好的性能，在海底光纜的長距離通信中效果也很好。

　　(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖

　　城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本，還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統(tǒng)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，從而避免復雜的色散補償設計，節(jié)約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術，這種網絡也將具有明顯的優(yōu)勢。但是畢竟城域網的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網光纖的規(guī)格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。

　　(3)用于局域網的新型多模光纖

　　由于局域網和用戶駐地網的高速發(fā)展，大量的綜合布線系統(tǒng)也采用了多模光纖來代替數字電纜，因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%～100%，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，容易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，但由于局域網發(fā)展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用，但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題，目前有的公司已進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用，這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。

　　(4)前途未卜的空芯光纖

　　據報道，美國一些公司及大學研究所正在開發(fā)一種新的空芯光纖，即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖沒有纖芯，減小了衰耗，增長了通信距離，防止了色散導致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強的光功率注入，預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關注這一技術的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用，就能解決現(xiàn)有光纖系統(tǒng)長距離傳輸的問題，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩(wěn)定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對于這種光纖的現(xiàn)場使用還需做進一步的探討。