全波光纤技术详解

　　概况

　　由朗讯公司发明的全波光纤ALL-wave?Fiber消除了常规光纤在1385nm附近由于OH离子造成的损耗峰，损耗从原来的2dB/km降到0.3dB/km，这使光纤的损耗在1310nm～1600nm都趋于平坦。其主

　　全波光纤要方法是改进光纤的制造工艺，基本消除了光纤制造过程中引入的水分。全波光纤使光纤可利用的波长增加100nm左右，相当于125个波长通道100GHz通道间隔。全波光纤的损耗特性是很诱人的，但它在色散和非线性方面没有突出表现。

　　以多业务接入、宽带宽为主要特点的城域网的发展,要求开发具有尽可能宽的可用波段的光纤。全波光纤便是一种能满足上述要求的新型单模光纤。

　　名称由来

　　常规单模光纤可用于通信的波段有两个“窗口”(所谓“窗口”,就是光损耗最低的波段):在20世纪80年代,人们开始使用单模光纤时,认为波长是1310纳米附近的波段最好,可用范围约是1260纳米～1360纳米,这就是一个窗口;到90年代初,生产制造了1550纳米的激光器,用它作为光纤通信的光源,人们发现1550纳米这个波段更有利于光通信,不仅是这个波段的光损耗最低(0.2分贝/千米),而且窗口也很宽(从1510纳米～1610纳米),有利于装用波分复用系统,能进一步扩充光纤通信的传输容量。于是,光纤通信应用的重点就随之移到了这个窗口。20世纪90年代,光纤通信系统就大部分工作在这个波段。在1310纳米和1550纳米这两个窗口之间有一个1385纳米波段,即从1360纳米～1510纳米这一段,由于光损耗较大一直被认为不能使用。

　　在1385纳米附近损耗大的主要原因是由于在光纤的制造过程中,混杂有一些0H离子和金属杂质,它们在电磁场的作用下会产生振动吸收,引起附加衰耗。其中,以0H离子的影响最为严重。它的最终结果是在1385纳米附近形成一个损耗比周围高出0.5～1分贝左右的水吸收峰。显然,如果能设法消除这个吸收峰,则光纤的可用频段便会展宽。全波光纤就是采用新的生产流程,使残留的0H离子几乎全部消除掉的一种新型光纤。

　　全波光纤把原来认为是不能使用的波段的光损耗降低下来,把两个窗口之间的间隔打通,形成了一个宽的窗口,使从1335纳米一直到1625纳米的整个波段都可以使用,因此把这个打通后的新窗口称为“全波窗口”(参见图1)。具有全波窗口的光纤就叫做全波光纤(all wave fiber)。

　　特点

　　简述

　　与目前广泛应用的单模光纤相比,全波光纡能大大提高系统的传输容量。通过果用这种光纤和利用波分复用(WDM)技术,能使光通信网络的传输速率从目前的吉比特/秒(Gbit/s)级提高到太比特/秒(Tbit/s)级。

　　全波光纤可提供比现在普通单模光纤超出100纳米的有效波段，至少是常规光纤使用波段的1.6倍。全波光纤是一种匹配包层光纤，其在1310nm与1550nm波段的性能是完全一样的。但与传统的单模光纤相比，全波光纤还具有其不可比拟的优势; 更乡的波长： 全波光纤可以提供从1280mn-1625nm的完整传输波段为DWDM系统提供的彼长至少超过常规光纤60%。全波光纤除去了水峰损耗，开辟了以前不能利用的1340nm至1440nm的窗口。这使服务商可以用全波光纤提供高速数据服务，如多媒体、Internet和VOD、点播电视。 对高速率传输有更长的非色散补偿距离：一在1400nm波段，全波光一纤的色散只有常规光纤在1550nm波段的一半以下，这可允许信号无补偿传输距离增加一倍以上。全波光纤不只提供更多的彼长，而且对高速信号(10G/s)在1400nm区域具有很小的色散。利用全波光纤，在1400nm区域10Gb/s信号无色散补偿距离可比常规光纤在1550nm窗口长 2倍以上。 一根光纤上同时存在多种服务： 全波光纤可同时在光纤波段的一个区域传输模拟信号，在另一个波段传输高速率信息(可达10Gb/s)，而在另外一个波段传输低速率DWDM信息。全波光纤在目前带宽需求成指数增长的情况下为城市提供本地网络设计的最佳方案，是适应现在及将来的功能强大、高度灵活的光纤产品。

　　最大优点

　　全波光纤的最大优点就是大大加宽了光纤通信的带宽。它可提供比原来常规单模光纤多100纳米的带宽,如果按波分复用的现用波长标准间隔为0.8纳米(还有可能降低到0.4纳米)来算,就可以多增加125个通路;以一个通路的传输速率为10吉比特/秒计,总共可以增加125个通路。

　　此外,多个波长的光纤通信系统可以有更多的波长供选择,能适应多种业务的需要;它更有利于实现全光联网,将一个波长作为一个通道,全光地进行路由选择。由于全波光纤也还是单模光纤和现用的单模光纤有许多相同的特性,所以完全可以与现有的光纤系统兼容,现有的光纤通信设备都可以继续使用,这就为它的推广应用创造了一个重要的条件。

　　产品标准

　　2000年4月，为适应光纤产品技术的最新进展，ITU(国际电信联盟)对G.652单模光纤标准进行了大规模的修订，到10月份正式定稿，对应于IEC(国际电工委员会)的分类编号B1.3，ITU-T将“全波光纤”定义为G.652c类光纤，主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的单通道SDH传输系统和直到STM-64(10Gbit/s)的ITU-T G.692带光放大的波分复用传输系统，对于1550nm波长区域的高速率传输通常也需要波长色散调节。

　　我国参考IEC和ITU的最新光纤分类标准，对GB/T9711-1998《通信用单模光纤系列》进行了修订，在GB/T 9771.3-2000中将其正式命名为“波长段扩展的非色散移单模光纤”，新国标自2001年6月1日起实施。

　　应用

　　全波光纤的出现，使水峰处的损耗由原来的2dB/km降到0.31dB/km以下，使光纤的损耗在1310nm-1600nm波长范围内都趋于平坦，据 估计，这项技术可以使光纤可利用的波长增加100nm左右，相当于125个波长通道(100GHz通道间隔)。因此，全波光纤为城域光纤网的建设提供了一 个较好的方案，因为城域网通信距离一般不超过80km，沿途分/插设备多，不必追求很小的光纤衰减，也很少需要光纤放大器，另外，由于全波光纤最适用于粗波分复用(CWDM)，可提供较高的带宽，同时由于其20nm左右的信道间隔，放宽了对滤波器和激光器稳定性的要求，从而大大降低了成本。再者，全波光纤的出现，使利用单一光纤实现多种通信业务有了更大的灵活性，例如，可以在同一根光纤上同时开通，用于第二波段的波分复用(WDM)模拟视频，在1350-1450nm波段上的高比特(10Gbit/s)数据传输(该波段上光纤色散很小)，以及高于1450nm波段上的2.5Gbit/s的密集波分复用(DWDM)的数据传输。因此可以预见，未来中小城市城域网的建设会大量采用这种光纤。