超低损耗大有效面积光纤的设计

1 概述
光纤通信网络不断地向超长距离、超大容量、超 高速率的“三超”方向发展。近年来，400 Gbit/s 高速光 纤通信技术开始进入实用领域。与目前广泛使用的 ——————————
基金项目：国家电网公司科学技术项目（SGXT0000XGJS1700049） 收稿日期：2018-04-18
100 Gbit/s WDM（波分复用）技术比较，在长途骨干网 的建设中采用 400 Gbit/s WDM 技术可以提高单光纤的 光普效率（bit/s/Hz）2~3 倍。然而，如果继续采用现有 的 G.652.D 和 G.655 光纤，当传输距离大于 800 km 时， 比特传输成本（$/Bit/km）将没有任何优势。为了适应 和促进光纤通信系统快速发展的需求，作为光纤通信 网络传输媒质的光纤的相关性能指标需进一步改进 和优化［1-4］。
摘 要：
提出了一种新颖的超低损耗 G.654 光纤结构设计，光纤从中心到外周依次包 括纤芯、渐变层、内包层、平台层、凹陷包层、过渡层和外包层。渐变层的设 计，可显著减小或消除由于芯层和内包层之间物理性能失衡而引起的应力。 通过将凹陷移到远离芯层的位置，全面优化了光纤设计。在提高大曲率弯曲 性能的同时，有效地减小了凹陷对截止波长的影响，从而允许设计更大有效 面积的光纤。设计优化的光纤在 1 625 nm 处的弯曲损耗（R30-100 圈）均小 于 0.05 dB，同时模场直径（MFD）均大于 12.0 μm，满足 G.654.E 标准。
关键词：
超低损耗光纤；G.654；渐变层；弯曲损耗；模场直径 doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2018.06.009 中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-3043（2018）06-0033-05
Abstract：
A novel design is proposed for ultra low loss G.654 optical fiber，the fiber from center to periphery includes fiber core，gradual cladding，inner cladding layer，platform layer，depression cladding，transition cladding and outer cladding. The new design of a gradual cladding can significantly reduce or eliminate the stress caused by the imbalance of physical properties between the core and the inner cladding. The optical fiber design is optimized comprehensively by moving the trench position away from the core. The optimization improves fiber bending performance under large bending Radius and minimizes the impact of trench structure on cutoff wavelength，which makes it possible to design larger effective area fiber. The bending loss（R30100 turns）of the optimized optical fiber is less than 0.05 dB at 1 625 nm wavelength，and the MFD is greater than 12.0 μm， which satisfies the G.654.E standard.
Keywords：
Ultra low loss optical fiber；G.654；Gradual cladding；Bending loss；Mode field diameter
引用格式：沈一春，蒋新力，范艳层，等 . 超低损耗大有效面积光纤的设计［J］. 邮电设计技术，2018（6）：33-37.
226000；2. 国家电网公司信息通信分公司，北京 100761） Shen Yichun1，Jiang Xinli1，Fan Yanceng1，Zhou Hui1，Wang Jianqing1，Qian Benhua1，Li Weihua2，Xia Xiaomeng2（1. Zhong⁃
tian Technology Advanced Materials Co.，Ltd.，Nantong 226000，China；2. State Grid Information & Telecommunication Branch，Beijing 100761，China）
沈一春，蒋新力，范艳层，等 本期关注
超低损耗大有效面积光纤的设计 Monthly Focus
超低损耗大有效面积光纤的设计
Design of Ultra Low Loss and Larger Effective Area Optical Fiber
沈一春 1，蒋新力 1，范艳层 1，周 慧 1，王见青 1，钱本华 1，李伟华 2，夏小萌 2（1. 中天科技精密材料有限公司，江苏 南通
对于 400 Gbit/s 高速光纤通信技术，光纤的损耗和
邮电设计技术/2018/06 33
本期关注 沈一春，蒋新力，范艳层，等
Monthly Focus 超低损耗大有效面积光纤的设计
非线性效应是限制大容量光纤通信系统光信噪比 （OSNR）的关键因素［5-9］。降低光纤损耗和增大有效面 积（即增加模场直径）可以有效提高光纤通信系统的 信噪比。大量理论计算和传输实验证明，在长距离传 输百度文库采用 400 Gbit/s WDM 技术，增大模场直径是提高 通信系统的传输性能和再生传输距离的最主要因素， 而降低光纤衰减是次要因素［10-14］。