400G时代来袭超低衰减大有效面积光纤崭露头角

长飞光纤光缆股份有限公司研发中心│张磊

400G时代来袭超低衰减大有效面积光纤崭露头角

长飞光纤光缆股份有限公司研发中心│张磊

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

中国目前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，今后几年将逐步出现对干线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厂商而言都是一个亟待解决的问题。

G.654.E建议指标

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，这种光纤可谓是下一代通信网络中堪称完美的光纤。目前业界热议的G.654.E光纤兼具超低衰减和大有效面积特性，成为下一代通信网络的重要选择。

表1展示了目前正在讨论中的G.654.E光纤指标和长飞超低衰减大有效面积光纤的性能指标范围，可见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。

光纤设计、制造思路

在光纤制造工艺上，与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，超低衰减大有效面积光纤产品在成本上更具有竞争力。光纤折射率剖面结构示意图如图1所示。

图1 光纤折射率剖面结构示意图

光纤性能需要不断提升

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而言，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，就可以找到降低衰减的最优途径，在实际工作中指导光纤厂商的工作方向。

●光纤衰减

表2展示了超低衰减大有效面积光纤和标准G.652.D光纤在1550nm处各损耗贡献因素的具体对比数值。

●熔接性能

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。

表1 长飞超低衰减大有效面积光纤与现有最严格G.654.E光纤性能指标对比（*表示ITU-T仍然在讨论中）

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，如图2所示。一般认为，光纤接头热熔损耗必须≤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＞0.08dB，这也是长飞选择110μm2作为下一代通信光纤最优有效面积的主要原因。

表2 标准G.652.D和超低衰减光纤的衰减谱分解

图3 G.652和G.654光纤自熔接损耗对比

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2种：第一种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；第二种是光缆与各种有源和无源设备之间的连接，对于这种情况我们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接损耗和标准G.652.D光纤的自熔损耗。G.652和G.654光纤自熔接损耗对比中，G.652典型值0.035dB，G.654典型值为0.15dB，如图3所示。

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0.015dB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。

小结

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

编辑｜刁兴玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn