低损耗光纤助力超100G骨干网商用

2014-10-16 10:22

　　近年来，随着三网融合、IPTV新业务以及大数据处理等等信息需求的突破性发展，通信网络带宽需求呈爆炸性增长趋势，骨干网传输带宽的年均增长速度达到50%以上。2013年随着三大运营商陆续启动100G采集，骨干网已经全面进入了100G时代。与此同时为了适应网络流量的急剧提升， 400G及超400G光纤通信技术的应用需求越来越迫切，预计到2017年将迎来400G时代。而我国光纤网大规模建设始于上世纪80，90年代，预计2015年后干线网络一半网络即将到期，需要部署新的光纤网络。而光纤作为光纤网络建设的基础设施，其使用寿命超过20年，铺设施工到位后很难改动，所以选择光纤需要考虑其寿命期限内所有的网络需求。目前相干通信技术的出现，使100G及超100G系统的色散和偏振模色散问题得到了很好的解决，制约速率的关键是光纤的衰减和非线性。因此低损耗光纤受到了市场的追捧。

　低损耗光纤的优势

　　低损耗光纤不改变光纤的波导结构，完全兼容G.652.D标准，其工艺主要是通过改善光纤内部的应力从而优化瑞利散射来降低损耗，因此相比于普通G.652D，具有更低的衰减性能，而且价格也与普通的G652D光纤相当。具体衰减指标如表1。

　　表1 普通G652D光线与低损耗光纤对比

　　以每跨段对应80km传输和开销，对于典型跨段为16跨段*22dB的通信系统，采用相干QPSK的40G和100G技术时，系统的OSNR要求均在12.5dB或以内。此时，保证光通信系统良好传输的光纤衰减至少要小于0.2dB/km；当所采用的光纤衰减低于该要求时，衰减越低，则越可以满足系统要求，从而可充分享受光信噪比提升带来的好处。因此表1所述的两类光纤均可以满足40G和100G的传输使用要求。

　　而单纯从光纤的衰减角度分析，通过降低光纤的衰减提升光信噪比可带来如下益处：从系统的角度考虑，相同传输距离下，低损耗光纤增加1.2dB系统余量；系统余量相同的条件下，低损耗光纤可以延长30%传输距离。对于400G乃至1Tbps的超高速光纤通信系统而言，从理论计算来看，在相同跨距内，在光纤衰减上的改善无法满足400G乃至超400G技术的应用要求。在同样的光纤环境中，系统容量越高、传输距离越短，400G的传输距离约为100G的1/3，因此如果采用损耗更低更可靠的光纤，可以减少未来扩容时再生站的数量，对于400G的传输速率来说，相比普通单模光纤，低损耗光纤能减少约20%的再生站数。

　　目前市场存在的超低损耗光纤，一般采用了纯硅芯光纤，通过在包层掺氟降低包层的折射率，然而掺氟后的玻璃的粘度随温度变化很大。在高温下，芯层与包层的粘度匹配，容易产生应力，难以消除。因此部分厂商在制备超低损耗光纤时会在芯层添加碱金属以降低芯层的粘度，使其光纤的芯层和包层的粘度在高温下匹配，但是，这类光纤的稳定性还需要长时间的证实。在理论上，成本颇高的超低损耗光纤无法满足相同跨距下400G乃至超400G技术的应用要求。烽火通信目前研发的、已经在实验室试用的新型光纤——低损耗大有效面积抗弯光纤，从理论上可以满足，而且成本不高。因此，超低损耗光纤不适合此时大规模商用。

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