光纤的研究现状及发展趋势_new

0.35
****
0.35
16XX*nm（XX≤25nm）衰减系数 最大值，dB/km
0.4
0.4
2020/5/28
15
典型的朗讯G.652C光纤衰耗曲线
1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0
2020/5/28
1000 1040 1080 1120 1160 1200 1240 1280 1320 1360 1390 1430 1470 1510 1550 1590
光纤的研究现状及发展趋势
2020/5/28
1
光通信技术发展：满足大容量、 长距离、高速率要求。
光器件技术与光纤技术的研究和发展： ◇ EDFA的发明：
◇ DWDM的出现：
◇ 高速激光器的出现：
上述技术的应用导致光纤中高密度光能量， 诱发非线性效应，影响传输质量。
◇光纤技术的新突破。
2020/5/28
D 5.0 10.0 ＋
8.0
0.058
E 1.0 6.0 －
－2.3
0.065
2020/5/28
34
G.653和G.654的主要技术指标 (1)
光纤参数
1550nm 模场直径，μm 包层直径，μm 芯同心度误差，μm 包层不圆度，% 光缆截止波长，nm
2020/5/28
11
三个子类光纤的应用范围
◇G.652C（波长段扩展的非色散位移单模 光纤，又称为低水峰光纤）除了与 G.652B光纤的适用范围相同之外，这类 光纤允许G.957接口标准的传输系统使 用在1360nm～1530nm之间的扩展波段。
2020/5/28
12
G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(1)
不规定
待定**
待定**
14
G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(3)
光缆参数
G.652A G.652B G.652C
1310nm 衰减系数最大值，dB/km 0.5
0.4
0.4
yyyynm***（1383-1480nm）衰减 系数最大值，dB/km
1550nm 衰减系数最大值，dB/km 0.4
2020/5/28
32
增添了用于系统设计的数值
G.655光纤用于系统设计的数值：
衰减系数
波长区域 1535nm-1565nm
典型链路值 0.28dB/km
1565nm-16xxnm
0.35dB/km
参考链路长度
400km
DGD
典型光缆段最大值 DGD最大值 最大概率
10km 25ps 6.5×10－8
2020/5/28
33
典型的色散实施方案的例子
波长范围：λmin＝1530nm，λmax＝1565nm
例子 Dmin Dmax 符号 色散典型值 色散斜率典型值
(1550nm)
(1550nm)
A 1.3 5.8 ＋
3.7
0.070
B 2.0 6.0 ＋
4.2
0.085
C 2.6 6.0 ＋
4.4
0.045
≤0.5（16XX*nm） ≤0.5（16XX*nm）
最小零色散波长λ min，nm
最大零色散波长λ max，nm
零色散波长最大斜率
1300 1324 0.093
1300 1324 0.093
1300 1324 0.093
Smax，ps/nm2.km
未成缆光纤 PMD 系数 最大值，ps/√km
2020/5/28
■标准内容划分更加准确，(同G.652) ■光纤几何参数的容差变小，(同G.652) ■对光纤光缆PMD的规定， (同G.652) ■DGD的要求、非线性的研究， (同G.652) ■G.655光纤分成了个二子类， ■光纤的色散系数作了重大改变， ■增添了用于系统设计的数值。
2020/5/28
26
■G.655光纤分成了个二子类
≤1260
筛选应力，Gpa
≥0.69
≥0.69
≥0.69
2020/5/28
13
G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(2）
光纤参数
G.652A
G.652B
G.652C
宏弯衰减，dB（37.5mm ≤0.5（1550nm） ≤0.5（1550nm） ≤0.5（1550nm）
半径，100 圈）
2020/5/28
24
G.655光纤标准的演进及未耒走向
◇ G.655光纤是当前光纤研究大热点， ◇ G.655光纤有许多变数，随着通信技术的 发展和演进，这些变数还会有些调整。 ◇ 在G.655基础上：能得到不同色散、色散 斜率及有效面积组合，满足不同的传输系统。
2020/5/28
25
G.655光纤标准的演进及未耒走向
G.655B
≤0.35 ≤0.40
20 0.01 0.5
2020/5/28
31
光纤的色散系数作了重大改变
◇ 色散系数的上限从原来的6.0ps/nm·km改 为10ps/nm·km； ◇ 色散系数的波长范围：1530nm-1565nm； ◇ 规定了Dmax≤Dmin＋5.0ps/nm·km，意味 着色散范围放宽，但不允许色散斜率范围的 放宽。
2020/5/28
3
单模光纤发展方向
◆在G.652基础上： 降低1383nm水峰，使S波段用于传输； ◆在G.655基础上： 能得到不同色散、色散斜率及有效面
积组合，满足不同的传输系统。
2020/5/28
4
G.652光纤标准的演进及未耒走向
■标准内容划分更加准确， ■光纤几何参数的容差变小， ■G.652光纤分成了三个子类， ■对光纤光缆的PMD作了明确规定， ■新增了DGD的要求， ■非线性系数的研究， ■对扩展波段光纤的研究。
DGD与PMD的关系：
DGD(ps)＝PMD(ps/√km)×√L(km)
L—链路长度(km)
2020/5/28
22
■非线性系数的研究
对G.652光纤标准增加非线性系数的内 容，是否意味下一步有可能将G.652光
纤用于高速传输系统。
∵色散与非线系数n2/Aeff相互作用，影 响传输系统。
非线性测试方法仍处于研究之中。
接口标准的DWDM传输系统。 ◇对PMD的要求是使STM-64系统传输至少
400公里。
2020/5/28
28
G.655A和G.655B主要技术指标(1)
光纤参数
G.655A
模场直径，μm
（8～11）±0.7
包层直径，μm
125±1
芯同心度误差，μm
≤0.8
包层不圆度，%
≤2
光缆截止波长，nm
≤1480
2020/5/28
5
■标准内容划分更加准确
原标准的目录内容：
“光纤特性”、
“工厂长度指标”、
“基本光缆段指标”。
修改后标准的目录内容：
“光纤属性”、
“光缆属性”、
“链路属性”。
2020/5/28
6
光纤属性中提出的新概念
“色散的纵向均匀性”
∵光纤在某一波长上的局部色散值降 到一个很小值，且这一波长又接近 WDM系统中的工作波长，此时将诱发
G.652B与G.652A的不同之处：
(1)、提出了L波段16XXnm处的衰减指标；
(2)、因为传输速提高到STM-64，所以对光缆的 PMD指标提出要求。
G.652C与G.652A、G.652B的不同之处：
(1)、除L波段16XXnm处的衰减指标外，对 1383nm-1480nm波段中的某一波长处的哀减将作 要求。
波长(nm) 标称值范围(μm)
容差 标值值(μm) 容差(μm)
最大值 最大值
原标准 1310 8.6-9.5 ±10% 125.0 ±2 1 2.0%
2020/5/28
新标准 1310 8.6-9.5
±0.7μm 125.0 ±1 0.8 2.0%
9
■G.652光纤分成了三个子类
为适应于不同的传输系统，新标准将 G.652光纤分成以下三个子类： G.652A
波
Dmin ,ps/nm.km
段
Dmax ,ps/nm.km
色散符号
L
λmin&λmax ,nm
波
Dmin ,ps/nm.km
段
Dmax ,ps/nm.km
色散符号
未成缆光纤 PMD 系数， ps/√km
2020/5/28
G．655A
1530 &1565 0.1 6.0
正或负
不规定
G．655B
1530 &1565 1.0 10.0
衰耗(dB/km
16
G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(4）
光缆参数
G.652A
光缆链路 PMD 特性
光缆段数 M，
概率 Q，%
PMD 系数链路设计最大值 PMDQ，ps/√km
2020/5/28
G.652B
20 0.01 0.5
G.652C
20 0.01 0.5
17
三个子类光纤的差异
2020/5/28
23
■对扩展波段光纤的研究
◇ G.652C光纤的制造，剌激了该窗口传瑜设 备的研发。
◇哀减常数规定中有一个末知波长yyyy此波长 可由卖买双方自行商定。 (1383nm≤yyyy≤1480nm)
◇ G.652C光纤可用于企业(专用)网和城域网。
◇氢损试捡方法尚未确立，水峰窗口的长期稳 定性及光纤的系统验证结果均不明，建议目 前采用该光纤持审慎的态度。
光纤参数
G.652A
G.652B
G.652C
模场直径，μm 1310nm 包层直径，μm
（8.6～9.5）± （8.6～9.5）± （8.6～9.5）±
0.7
0.7
0.7
125±1
125±1
125±1
芯同心度误差，μm
≤0.8
≤0.8
≤0.8
包层不圆度，%
≤2
≤2
≤2
光缆截止波长，nm
≤1260
≤1260
2
ITU-T有关光纤方面的标准
◇ G.650 单模光纤相关参数的定义和试验方法； ◇ G.651 50/125μm多模渐变型折射率光纤光缆
特性； ◇ G.652 单模光纤光缆特性； ◇ G.653 色散位移单模光纤光缆特性； ◇ G.654 截止波长位移型单模光纤光缆特性； ◇ G.655 非零色散位移单模光纤光缆特性。
G.652B
G.652C 其应用范围是：
2020/5/28
10
三个子类光纤的应用范围
◇G.652A 主要用于 G.957接口标准的SDH传 输系统和G.691带光放大单通道的STM16SDH传输系统；
◇G.652B主要用于 G.957接口标准的SDH传 输系统和G.691带光放大单通道SDH传输系 统及 G.692带光放大STM-64SDH的WDM传输 系统；
四波混频，影响传输质量。
(该慨念正处于研究之中)
2020/5/28
7
■光纤几何参数的容差变小
传输系统的需求： ◇光纤接头对光纤MFD容差和纤芯 同心度偏差的依赖； ◇ PMD指标依赖于纤芯不园度。
客观的可能性： ◇光纤制造技术的提高。
2020/5/28
8
G.652光纤几何属性参数
MFD
包层直径
芯同度偏差 包层不园度
G.655A ：
◇主要用于G.691接口标准的带光放大的单 通道SDH和多 通道间隔不小于200GHz的 STM-64的 G.692接口标准的带光放大的 WDM传输系统；
◇最大入纤光功率被限制；
◇PMD不作限定。
2020/5/28
27
■G.655光纤分成了个二子类
G.655B： ◇主要用于通道间隔不大于１00GHz的G.692
2020/5/28
18
■对光纤光缆的PMD的规定
◇ 非所有子类都要求PMD指标， ◇ 若有要求，而不是单根光纤数据的 基础上加以规定，而是成缆后光纤的 PMD应在统计的基础上，而且与链路
的PMD相关联。
2020/5/28
19
PMD的指标说明
PMDQ：光缆光纤链路的PMD值。是 M(为20)盘光缆段连接的链路的PMD 统计值的上限值，上限值的数量不能 超过某一规定的概率Q(为0.01%)。
2020/5/28
20
■新增了DGD的要求
☆ DGD：偏差群时延，是某一特定时 间和波长条件下，两个极化模到达时 间的差异。
☆ DGDmax：最大偏差群时延，是考虑 系统设计时，能被利用的最大能力的 DGD值。
2020/5/28
21
DGD与PMD的关系
DGD是PMD在某一特定时间和波长对 链路上系统的损伤，其损伤大小决 定于这一特定时间和波长的群时延 大小。且与链路长度平方根成正比。
正或负.655B主要技术指标(3)
光缆参数
G.655A
1550nm 衰减系数最大值，dB/km
≤0.35
16XX*nm 衰减系数最大值，dB/km
不要求
光缆链路 PMD 特性
不要求
光缆段数 M
概率 Q，%
PMD 系数链路设计最大值，ps/√km
注：波长 16XXnm 为待定值。但是，XX 不会超过 25nm。
宏弯衰减，dB
≤0.5（1550nm）
（37.5mm 半径，100 圈）
2020/5/28
G.655B
（8～11）±0.7 125±1 ≤0.8 ≤2 ≤1480
≤0.5（1550nm） ≤0.5（16XX*nm）
29
G.655A和G.655B主要技术指标(2)
色散特性
C
λmin&λmax ,nm