光纤标准的介绍
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光纤和光缆特性标准的介绍
汤博阳
2008、5
前言
光缆物理网络是通信网最基础的传送承载设施，遍布于长途 骨干网、城域网到接入网等所有的网络层次；光纤是光缆的核心 材料，是传输信息的基础物质，其技术指标的优劣决定了光缆网 的可靠性，直接影响整个通信网的运行质量。 作为通信行业的从业人员，有必要对光纤、光缆的技术指标 有一个了解，以便结合使用场合、系统容量、传输距离，恰当的 选择光纤的类型，以达到提高网络质量，节约建设成本，支撑业 务发展的目标，确保投资效益最大化。 本文根据ITU-T光纤光缆特性建议最新研究进展情况，对光 纤的种类做介绍，其中重点介绍G .652和G .655型光纤的内容。
宏弯衰减，dB
最小零色散波长， λаMIN nm 最大零色散波长 λаMAX, nm 零色散波长最大 斜率 SаMAX PS/ (NM2,KM) 未成缆光纤PMD系数 ps/√㎞，
1300 1324
1300 1324
1300 1324
1300 1324
0.093 不规定
0.093 见注2 光 缆 属 性
表3 串接光缆链路的代表值
波长区域 1260nm-1360nm 衰减系数 1530nm-1565nm 1565nm-1625nm 色散系数 D1550 17ps/nm km S1550 0.056ps/nm2 km 典型链路值 0.5 dB/km 0.275 dB/km 0.35 dB/km
注：典型链路值是相应于在ITU-T G .975和ITV-T G .691应用中的链路衰减系数.
G.652四个类别光纤的比较
（1）从表1、表2可知，G.652四个类别光纤的模场直径和容差、包层直 径和容差、芯同心度误差、光缆截止波长、色散特性、筛选应力等指标 都相同，而且2000年版本与2003都相同。 （2）2003年版本将G.652A、G.652B、G.652C、G.652D光纤宏变损耗的 2 2003 G.652A G.652B G.652C G.652D 变曲半径为30mm，因为G.652B、G.652C、G.652D光纤可以使用在L-波 段，仅规定了1625nm波长宏弯损耗要求，删除了1550nm宏弯损耗要求。 （3）2000年版本与2003年版本对未成缆光纤PMD系数的指标都没作规 定。2000年版本对G.652A成缆光纤没有规定链路PMD指标，2003年版本 对G.652A、G.652B、G.652C、G.652D成缆光纤均规定了链路PMD指标。 G.652A和G.652C光纤PMD系数链路设计最大值PMD0为0.5 ps/√㎞， G.652B和G.652D光纤PMD系数链路设计最大值PMD0为0.2 ps/√㎞。
一、光纤的分类
1、传输光纤 （1）、多模光纤 (50/125） (62.5/125) （2）、单模光纤 ITU-TG.652(A/B/C/D) ITU-TG.653 ITU-TG.654 ITU-TG.655(A/B/C/D/E) ITU-TG.656 2、特种光纤 色散补偿光纤 保偏光纤 掺铒光纤
0.35
0.3
0.3
不规定
不规定
0.4
未规定
0.4
0.4
PMD系 数
光缆段数 M 概率 Q，% PMD系数 链路设计 最大值 PMDQ. ps/√㎞
20
20
20
0.01
0.01
0.01
0.5
0.5
0.2
注1：2000版本，波长16XXnm为待定值。2003将波长16XXnm确定为1625nm。 注2：对于特定光缆结构设计如果已经证明，未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足链路设计最大值PMDQ的 要求，光缆制造者则可规定未成缆光纤最大的PMD系数值。 注3：2000版本，波长yyyy的值为待定。2003版本，波长yyyy的值确定为（1383±3）nm 注4：在波长（1383±3）nm的抽验衰减平均值不大于按照对于IEX 60793-2-50规定的单模光纤经过氢气 老化试验 后在1310nm的规定值。 注5：波长区域能扩展到1260nm，导入的瑞利散射损耗相对于1310nm会增加0.07 dB/km，这时光缆截止波长应不 超过1250nm
表4 差分群时延
最大PMDQ (ps/√㎞) 不规定 400 0.5 40 2 0.20 0.01 3000 80 >4000 400 25.0 19.0 7.5 19.0 7.0 12.0 5.0 链路长度 (㎞) 包含光纤引进最 大DGD(ps) 通道速率 Upto2.5Gbit/s 10 Gbit/s 10 Gbit/s (Ethernet) 40 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s
2、光纤的主要技术指标
G .652A、G .652B、G .652C、G .652D四个类别光纤的主 要技术指标如表1、表2所列。 为了便于2000年版本的比较，表中同时给出了2000版本的 主要技术指标。
表1 G .652A、G .652B光纤和光缆的主要技术指标
光纤属性 属性 2000版本 1310 nm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 筛选应力，Gpa （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径37.5㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， G．652A 2003-01修改 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径30㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， 2000版本 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径37.5㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1， G．652B 2003-01修改 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径30㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm）
3、建议G .652的附录
（1）在建议G .652的2003年版本中只保留一个附录1（链路属性和系统 设计信息），删除了附录Ⅱ、附录Ⅲ（衰减谱模型和例子）和附录Ⅳ （关于PMD的统计信息）。 （2）附录1（链路属性和系统设计信息）主要内容介绍如下： 附录1的主要目的是给出链路属性和系统设计的参考。一个串接的光 缆链路通常包含一些连接在一起的缆制造长度。串接光缆链路的传输参 数不仅要考虑单一光缆的性能，而且还必须考虑串接光缆链路的统计属 性。这些属性包括光缆衰减系数，色散特性、非线性效应，链路PMD指 PMD 标。链路属性主要受到诸如接头、连接器和安装的影响。这些因素在本 建议中不能规定。为估计链路属性值，表3和表4（附录的表1和表2）分 别给出串接光缆链路的代表值。表4中包括光纤引进的最大差分群时延是 企图给予出对链路中可能有的其他光部件要求的指南。对系统设计所需 参数的估计方法是基于测试、模型或其他考虑。
最小零色散波长 λаMIN, nm
1300
1300
1300
最大零色散波长 λаMAX, nm
来自百度文库
1324
1324
1324
零色散波长最大 斜率 SаMAX, PS/ (NM2KM)
0.093
0.093
0.093
未成缆光纤 PMD系 数, ps/√㎞
见注2
见注2
见注2
光缆属性 1310nm衰减系数最 大值，dB/km Yyyynm(见注3)衰减 系数最大值、dB/km (1383±3)nm衰减系 数最大值、dB/km 1550nm衰减系数最 大值，dB/km 1625nm衰减系数最 大值，dB/km 16XXnm(XX≤25cm) 衰减系数最大值， dB/km 1310nm(见注5)— 1625nm衰减系数最 大值，dB/km 见注4 见注4 0.4 不规定 不规定
二、各类光纤的介绍
（一）、ITU-T 建议G .652（2003-01） 1、G.652光纤的类别 G..652类型光纤分为G .652A、G .652B、G .652C、G .652D四个类别， 增加了G .652D主要根据光纤支持的应用对PMD的要求和1383nm衰减的 要求区分。 G .652A光纤主要支持ITU-T G .957规定的SDH传输系统、G .691规定的 带光放大的单通道直到STM-16的SDH传输系统，和对于G .693就用的直 到40km的10Gbit/s以太网系统及STM-256。 G .652B光纤主要支持更高速率例如在G .691和G .692传输系统中直到 STM-64应用，在G .693和G .659.1中对于STM-256的某些应用。 G .652C光纤（即波长段扩展的非色散位移单模光纤、又称为低水峰光纤） 的属性与G .652A的属性是类似的，除了允许使用在1360nm-1530nm扩 展波长范围外。 G .652D光纤的属性与G .652B的属性是类似的，除了允许使用在 1360nm-1530nm扩展波长范围外。
表2 ITU-T G .625C、G .625D光纤的主要技术指标
光纤属性 G 652 C 参 数 2000版本 1310nm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 筛选应力，Gpa 宏弯衰减，dB （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 37.5mm半径， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1， 2003-01 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm，半径 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm） 2000版本 （无） G 652 D 2003-01 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm，半径 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm）
0.093 见注2
0.093 见注2
1310nm衰减系数最大 值，dB/km 1550nm衰减系数最大 值，dB/km
0.5 0.4
0.5 0.4
0.4 0.35
0.4 0.35
1625nm衰减系数最大值， dB/km 16XXnm(XX≤25nm)衰减 系数最大值，dB/km PMD系数 光缆段数M
（二）、ITU-T建议G 655（2003-01）
1、G .655光纤的类别 G .655类型光纤由2000年版本的G .655A、G .655B两个类别进一步分 为了G .655A、G .655B、G .655C三个类别。主要根据对PMD的要求 和色散特性的要求区分。附录1给出了传输距离和比特速率对PMD的 不同要求。 G .655A光纤主要支持ITU-T G .691、G .692、G .693和G .959 .1应用, 对于G .692应用,根据通道波长规定和色散特性，限制最大的总注入功 率，典型的最小通道间隔不小于200GHz。 G .655B光纤主要支持ITU-T G .691、G .692、G .693和G .959 .1应用, 对于G .692应用密集波分复用传输系统，根据通道波长和规定的色散 特性，最大的总注入功率能比G .655A光纤容许的高，典型的最小通 道间隔允许100GHz或更小。 G .655C类别光纤的属性与G .655B类似，但它具有比G .655B光纤对 PMD更严的要求，允许STM-64系统传输距离比400km长的更多和 G .959.1 STM-256的应用。
不要求
0.4
不要求
0.4
20 概率Q，% 0.01 PMD系数链 路设计最大 值PMD。 ps/√㎞
20
20
0.01
0.01
不规定
0.5
0.5
0.2
注1：2000版本，波长16XXnm为待定值，2003将波长16XXnm确定为1625nm. 注2：对于特定光缆结构设计如果已经证明,未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足链路设计最 大值PMD的要求,光缆制造者则可规定未成缆光纤最大PMD系数值.
汤博阳
2008、5
前言
光缆物理网络是通信网最基础的传送承载设施，遍布于长途 骨干网、城域网到接入网等所有的网络层次；光纤是光缆的核心 材料，是传输信息的基础物质，其技术指标的优劣决定了光缆网 的可靠性，直接影响整个通信网的运行质量。 作为通信行业的从业人员，有必要对光纤、光缆的技术指标 有一个了解，以便结合使用场合、系统容量、传输距离，恰当的 选择光纤的类型，以达到提高网络质量，节约建设成本，支撑业 务发展的目标，确保投资效益最大化。 本文根据ITU-T光纤光缆特性建议最新研究进展情况，对光 纤的种类做介绍，其中重点介绍G .652和G .655型光纤的内容。
宏弯衰减，dB
最小零色散波长， λаMIN nm 最大零色散波长 λаMAX, nm 零色散波长最大 斜率 SаMAX PS/ (NM2,KM) 未成缆光纤PMD系数 ps/√㎞，
1300 1324
1300 1324
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0.093 不规定
0.093 见注2 光 缆 属 性
表3 串接光缆链路的代表值
波长区域 1260nm-1360nm 衰减系数 1530nm-1565nm 1565nm-1625nm 色散系数 D1550 17ps/nm km S1550 0.056ps/nm2 km 典型链路值 0.5 dB/km 0.275 dB/km 0.35 dB/km
注：典型链路值是相应于在ITU-T G .975和ITV-T G .691应用中的链路衰减系数.
G.652四个类别光纤的比较
（1）从表1、表2可知，G.652四个类别光纤的模场直径和容差、包层直 径和容差、芯同心度误差、光缆截止波长、色散特性、筛选应力等指标 都相同，而且2000年版本与2003都相同。 （2）2003年版本将G.652A、G.652B、G.652C、G.652D光纤宏变损耗的 2 2003 G.652A G.652B G.652C G.652D 变曲半径为30mm，因为G.652B、G.652C、G.652D光纤可以使用在L-波 段，仅规定了1625nm波长宏弯损耗要求，删除了1550nm宏弯损耗要求。 （3）2000年版本与2003年版本对未成缆光纤PMD系数的指标都没作规 定。2000年版本对G.652A成缆光纤没有规定链路PMD指标，2003年版本 对G.652A、G.652B、G.652C、G.652D成缆光纤均规定了链路PMD指标。 G.652A和G.652C光纤PMD系数链路设计最大值PMD0为0.5 ps/√㎞， G.652B和G.652D光纤PMD系数链路设计最大值PMD0为0.2 ps/√㎞。
一、光纤的分类
1、传输光纤 （1）、多模光纤 (50/125） (62.5/125) （2）、单模光纤 ITU-TG.652(A/B/C/D) ITU-TG.653 ITU-TG.654 ITU-TG.655(A/B/C/D/E) ITU-TG.656 2、特种光纤 色散补偿光纤 保偏光纤 掺铒光纤
0.35
0.3
0.3
不规定
不规定
0.4
未规定
0.4
0.4
PMD系 数
光缆段数 M 概率 Q，% PMD系数 链路设计 最大值 PMDQ. ps/√㎞
20
20
20
0.01
0.01
0.01
0.5
0.5
0.2
注1：2000版本，波长16XXnm为待定值。2003将波长16XXnm确定为1625nm。 注2：对于特定光缆结构设计如果已经证明，未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足链路设计最大值PMDQ的 要求，光缆制造者则可规定未成缆光纤最大的PMD系数值。 注3：2000版本，波长yyyy的值为待定。2003版本，波长yyyy的值确定为（1383±3）nm 注4：在波长（1383±3）nm的抽验衰减平均值不大于按照对于IEX 60793-2-50规定的单模光纤经过氢气 老化试验 后在1310nm的规定值。 注5：波长区域能扩展到1260nm，导入的瑞利散射损耗相对于1310nm会增加0.07 dB/km，这时光缆截止波长应不 超过1250nm
表4 差分群时延
最大PMDQ (ps/√㎞) 不规定 400 0.5 40 2 0.20 0.01 3000 80 >4000 400 25.0 19.0 7.5 19.0 7.0 12.0 5.0 链路长度 (㎞) 包含光纤引进最 大DGD(ps) 通道速率 Upto2.5Gbit/s 10 Gbit/s 10 Gbit/s (Ethernet) 40 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s
2、光纤的主要技术指标
G .652A、G .652B、G .652C、G .652D四个类别光纤的主 要技术指标如表1、表2所列。 为了便于2000年版本的比较，表中同时给出了2000版本的 主要技术指标。
表1 G .652A、G .652B光纤和光缆的主要技术指标
光纤属性 属性 2000版本 1310 nm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 筛选应力，Gpa （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径37.5㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， G．652A 2003-01修改 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径30㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， 2000版本 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径37.5㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1， G．652B 2003-01修改 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 ≤半径30㎜， 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm）
3、建议G .652的附录
（1）在建议G .652的2003年版本中只保留一个附录1（链路属性和系统 设计信息），删除了附录Ⅱ、附录Ⅲ（衰减谱模型和例子）和附录Ⅳ （关于PMD的统计信息）。 （2）附录1（链路属性和系统设计信息）主要内容介绍如下： 附录1的主要目的是给出链路属性和系统设计的参考。一个串接的光 缆链路通常包含一些连接在一起的缆制造长度。串接光缆链路的传输参 数不仅要考虑单一光缆的性能，而且还必须考虑串接光缆链路的统计属 性。这些属性包括光缆衰减系数，色散特性、非线性效应，链路PMD指 PMD 标。链路属性主要受到诸如接头、连接器和安装的影响。这些因素在本 建议中不能规定。为估计链路属性值，表3和表4（附录的表1和表2）分 别给出串接光缆链路的代表值。表4中包括光纤引进的最大差分群时延是 企图给予出对链路中可能有的其他光部件要求的指南。对系统设计所需 参数的估计方法是基于测试、模型或其他考虑。
最小零色散波长 λаMIN, nm
1300
1300
1300
最大零色散波长 λаMAX, nm
来自百度文库
1324
1324
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零色散波长最大 斜率 SаMAX, PS/ (NM2KM)
0.093
0.093
0.093
未成缆光纤 PMD系 数, ps/√㎞
见注2
见注2
见注2
光缆属性 1310nm衰减系数最 大值，dB/km Yyyynm(见注3)衰减 系数最大值、dB/km (1383±3)nm衰减系 数最大值、dB/km 1550nm衰减系数最 大值，dB/km 1625nm衰减系数最 大值，dB/km 16XXnm(XX≤25cm) 衰减系数最大值， dB/km 1310nm(见注5)— 1625nm衰减系数最 大值，dB/km 见注4 见注4 0.4 不规定 不规定
二、各类光纤的介绍
（一）、ITU-T 建议G .652（2003-01） 1、G.652光纤的类别 G..652类型光纤分为G .652A、G .652B、G .652C、G .652D四个类别， 增加了G .652D主要根据光纤支持的应用对PMD的要求和1383nm衰减的 要求区分。 G .652A光纤主要支持ITU-T G .957规定的SDH传输系统、G .691规定的 带光放大的单通道直到STM-16的SDH传输系统，和对于G .693就用的直 到40km的10Gbit/s以太网系统及STM-256。 G .652B光纤主要支持更高速率例如在G .691和G .692传输系统中直到 STM-64应用，在G .693和G .659.1中对于STM-256的某些应用。 G .652C光纤（即波长段扩展的非色散位移单模光纤、又称为低水峰光纤） 的属性与G .652A的属性是类似的，除了允许使用在1360nm-1530nm扩 展波长范围外。 G .652D光纤的属性与G .652B的属性是类似的，除了允许使用在 1360nm-1530nm扩展波长范围外。
表2 ITU-T G .625C、G .625D光纤的主要技术指标
光纤属性 G 652 C 参 数 2000版本 1310nm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 筛选应力，Gpa 宏弯衰减，dB （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 37.5mm半径， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1， 2003-01 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm，半径 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm） 2000版本 （无） G 652 D 2003-01 （8.6~9.5） ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm，半径 100圈 ≤0.5 （1550 nm）， ≤0.5 （1625nm）
0.093 见注2
0.093 见注2
1310nm衰减系数最大 值，dB/km 1550nm衰减系数最大 值，dB/km
0.5 0.4
0.5 0.4
0.4 0.35
0.4 0.35
1625nm衰减系数最大值， dB/km 16XXnm(XX≤25nm)衰减 系数最大值，dB/km PMD系数 光缆段数M
（二）、ITU-T建议G 655（2003-01）
1、G .655光纤的类别 G .655类型光纤由2000年版本的G .655A、G .655B两个类别进一步分 为了G .655A、G .655B、G .655C三个类别。主要根据对PMD的要求 和色散特性的要求区分。附录1给出了传输距离和比特速率对PMD的 不同要求。 G .655A光纤主要支持ITU-T G .691、G .692、G .693和G .959 .1应用, 对于G .692应用,根据通道波长规定和色散特性，限制最大的总注入功 率，典型的最小通道间隔不小于200GHz。 G .655B光纤主要支持ITU-T G .691、G .692、G .693和G .959 .1应用, 对于G .692应用密集波分复用传输系统，根据通道波长和规定的色散 特性，最大的总注入功率能比G .655A光纤容许的高，典型的最小通 道间隔允许100GHz或更小。 G .655C类别光纤的属性与G .655B类似，但它具有比G .655B光纤对 PMD更严的要求，允许STM-64系统传输距离比400km长的更多和 G .959.1 STM-256的应用。
不要求
0.4
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20 概率Q，% 0.01 PMD系数链 路设计最大 值PMD。 ps/√㎞
20
20
0.01
0.01
不规定
0.5
0.5
0.2
注1：2000版本，波长16XXnm为待定值，2003将波长16XXnm确定为1625nm. 注2：对于特定光缆结构设计如果已经证明,未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足链路设计最 大值PMD的要求,光缆制造者则可规定未成缆光纤最大PMD系数值.