光纖是現代通訊網絡的奠基石，其提供的數據容量和傳導速率使最新的通訊裝置和服務項目成為可能。随着網絡需求的上升，我們對光纖的要求也越來越多：更大的容量，更快的速度和更為寬闊的配置适應性。由于數據容量的不斷增長和電信業營業收入的相對低迷，運營商需要對網絡進行有效資本支出，實現操作、管理和維護上的低成本化(OAM)，以支撐電信業的投資回報率。 為此，運營商采用光傳輸網絡(OTN)的方法，使不同的服務類型(例如，SONET/SDH，以太網，光通道和存儲服務)共存于同一傳輸層。這種協議傳輸的通用性和服務的透明度為運營商帶來了巨大的資本支出和OAM收益，最終降低每比特的光傳送成本。 同樣，運營商也在尋求系統供應商提供具有更大容量的網絡，并控制每比特光傳送成本。為傳送擴容，數據傳輸率被提高了。然而數據傳輸率的每一步提高都對系統容限造成壓力，盡管這種壓力迄今為止已通過光電系統增強的複雜性抵消掉，但要知道系統的複雜性天生就是成本增加的代名詞。 然而，針對這個問題，網絡的基礎——光纖可以協助解決。在最初的兩種主要傳輸波長——1310nm和1550nm波長下，光傳輸的衰減被顯著地降低，分别為0.35dB/km和0.21dB/km，同時接收器端的信号強度也得到了改善。現在市售的低損耗标準單模光纖G.652.D更是展示出在1310nm和1550nm波長下分别為0.32 dB/km和0.18dB/km的出色的傳輸低損耗性。這一結果提高了系統容限，減少了系統的複雜性和每比特的傳輸成本。 随着高速寬帶的應用，運營商在接入網絡上尋求類似的每比特成本的效率。我們已經看到大範圍的架空鋪設和空間有限的接頭盒在光纜彎曲的時候，會造成信号丢失和系統容限的減少。因此，為了保護容限和降低網絡接入的OAM成本，低彎曲損耗光纖被開發并被歸入ITU-T G.657标準。G.657光纖包含三個主要分類： G.657.A1，彎曲性能改善光纖;G.657.A2，彎曲性能增強光纖;G.657.B3，彎曲性能不敏感光纖。 這三類光纖中，G.657.A1是室外纜最常用的光纖。有着出色彎曲性能的G.657.A2和G.657.B3光纖并不是室外設備條件所必要的;另外，這兩種光纖的纖芯截面工藝産生的優越的彎曲性能與基本采用G.652D光纖的大批量室外設備在現場熔接和安裝上并不兼容。 由于低損耗光纖和抗彎光纖的出現，如何在合适的場景分别使用這兩種光纖，成為網絡設計師一項頗具技術挑戰的工作。為實現經濟效益最大化，網絡設計師不得不在網絡系統的不同部分，對兩種G.652.D光纖和G.657.A1光纖做仔細挑選，這也意味着對于光纜多樣性的需求。因此，改變成為必然。 新時代 如果施工人員無需再為究竟選擇哪一種光纖，或者說，無需再為究竟選擇低損耗還是彎曲低損耗性能的光纖之間糾結時，光纖光纜的布線會簡單得多。新研制的光纖先進性讓人們不再為這樣的選擇煩惱。最新一代G.652.D光纖既為業界帶來最前沿的低損耗性能又提升了G.657.A1光纖的抗彎性，同時也滿足了前向兼容性。 這種新型光纖在1550nm和1310nm波長下分别僅有0.18dB/km和0.32dB/km的低損耗(也能夠使光纜的平均損耗處在同一基準)。它的抗彎性能超過了G.657A1的标準，并且9.2微米的模場直徑也能很好的匹配早期的G.652D光纖。成效：為高容量提供更充足的系統容限;改善的彎曲性更加适應接入網絡，以及與早期使用的G.652.D光纖的反向兼容，這一切皆因一根小小的光纖。為更好理解這麼一根光纖能為運營商帶來什麼，讓我們接下來一探究竟。 低傳輸損耗優勢明顯 随着數據傳輸率在長距離網絡覆蓋從10 Gbps到40 Gbps，再向100 Gbps的提升，系統需要通過使用先進的調制格式、連貫的工業技術以及數字信号處理獲取更高的光信噪比。但在100 Gbps，由于光信噪比的不足，降低了這一實現可能。 過渡到400Gbps将給系統實現帶來進一步的壓力，如同過渡到全光網絡時，其中的光分插複用器和光開關會增加連接的平均長度，也意味着網絡中的元器件産生附加損耗。 低損耗光纖網絡已遍及全球，日益提升的光信噪比帶來如下諸多益處： 以最小的傳輸距離犧牲達到更高的傳輸速率;減少長距離傳輸中的放大的數量;通過為OADMs提供額外的系統冗餘，從而簡化全光網絡的過渡此外，低損耗性能的光纖也帶來了間接經濟效益也已得到驗證。 低損耗光纖無形中也延長了光纜修複使用的周期。在一些發展中國家，新的運輸和基礎設施的建設發展步伐導緻了頻繁的光纜斷裂。沒有光纜足夠的冗餘度，那麼這段光纜很快會廢棄一些光纜僅使用5年，由于頻繁維修耗盡了系統的功率預算，這與光纜的市場預期的20年或更長壽命形成了鮮明對比。 在接入網中，這些新的低損耗的光纖可以延長FTTx和移動回傳系統，并且可以擴展覆蓋20%的用戶、大樓(在1310nm波長，與0.35dB/km損耗的光纖相比，低損耗光纖僅為0.32 dB/km損耗)。額外的容限不隻是延長光纜的使用周期，也可以使用預連接的方案，使布線更有效率。 網絡接入的系統演變将出現GPON與新的10Gbps的XGPON标準并存。為實現這一目标，XGPON上行波長從1310nm降低至1270nm波長,這個波長本質上比1310 nm具有更高的傳輸損耗。當XGPON部署在一個傳統的GPON網絡上時，上行波長的額外損失會對系統容限和在延伸與覆蓋上的原始系統設計提出挑戰。但先進的G.652.D低損耗光纖在1270nm波長下的傳輸損耗同傳統的G.652.D在1310nm波長下傳輸損耗相差無幾。這一特性将使原始系統設計花費最小的代價完成從GPON到XGPON的升級。同樣，WDM-PON或許可以使用更高衰減的超1600nm的波長，也因此會受益于低衰減光纖。 彎曲低損耗提升傳輸性能 高速寬帶服務的需求推動着光纖在接入網絡的深入以提供FTTx寬帶服務和3G和4G無線寬帶數據回傳業務。光纜在這些網絡的鋪設上帶來了不同的挑戰，而具備較低彎曲損耗性的G.657光纖可以完成。接入網所面臨的特殊挑戰是各式各樣的。 室外接入網本質上是一種分布式網，具有許多光纖管理連接系統的節點，比如機房和接頭盒。出于較高人口密度引起的空間限制和空間美學的要求，這些機房和接頭盒的空間需非常緊湊。 連接到樓，住戶和4G天線的光纜通常是架空鋪設，這些架空鋪設的光纜需具備輕質和靈活鋪設的特性。 用戶密度和有限的可使用空間促使外徑更小的室外纜直徑設計上，能提升接入網容量的大芯數光纜成為大勢所趨。 接入網的這些所有因素都對光纜的抗彎性帶來挑戰。光纜接入空間狹小的機房或接頭盒時會承受更小的彎曲半徑。而架空的光纜則需應對靈活性的鋪設以及生命周期中的高低溫變化。為減少因彎曲造成的信号丢失和為架空光纜的彎曲性能及抗低溫性能，抗彎的G.657.A1光纖已經被用于接入網。另一方面，小直徑、大芯數光纜，會對内部光纖産生微彎應力，造成光信号損耗。所以，抗彎性改善的光纖被用于這些小直徑、大芯數的網絡接入光纜中，有助于光信号損耗的改善。 正如電信行業遍布了令人興奮不已的千機萬變和為消費者推出的各種新設備，電信運營商的世界也充滿了富有挑戰性的變革和新的網絡容量升級要求——所有這一切都需要通過低投資和低成本維護以保證良好的網絡投資回報率。因此，全世界的運營商正在鋪設光傳輸網，通過OTN網絡的良好互通性，建設一個低成本高效率的彙聚長途幹線，城域和接入的通信網。 現在，這些運營商可以從他們的光纖基礎設施進一步受益，因為人們已不再需要在彎曲損耗改進和先進的低損耗性能之間做選擇。現在，這兩項功能在一根光纖裡就可實現。這種光纖簡化了成纜設計，降低成本、增加容量将适應于未來長途幹線、城域和接入網絡建設。
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日期：2013/9/16 |
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