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光纖技術(shù)的發(fā)展概況

時(shí)間:2011-11-22來(lái)源:輝鵬網(wǎng)絡(luò) 作者:xiaowu 點(diǎn)擊:
內(nèi)容提要: 光纖技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在其技術(shù)參數(shù)的改善和優(yōu)化,主要包括衰減的降低、帶寬的擴(kuò)展,色散、色散斜率、有效面積的優(yōu)化及偏振模色散(PMD)的進(jìn)一步改善。
  

   早期光纖的傳輸窗口只有3個(gè),即850nm(第1窗口)、1310nm(第2窗口)及1550nm(第3窗口),近幾年相繼開(kāi)發(fā)出L波段(第4窗口)、全波光纖(第5窗口)及s波段窗口。其中特別重要的是無(wú)水峰的全波窗口。這些窗口開(kāi)發(fā)成功的巨大意義就在于從1280~1625 nm的廣闊的光頻范圍內(nèi),都能實(shí)現(xiàn)低損耗、低色散傳輸,使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至卜萬(wàn)倍增長(zhǎng)。這一技術(shù)成果將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

  光纖技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在其技術(shù)參數(shù)的改善和優(yōu)化,主要包括衰減的降低、帶寬的擴(kuò)展,色散、色散斜率、有效面積的優(yōu)化及偏振模色散(PMD)的進(jìn)一步改善。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

  (1)光纖的衰減已經(jīng)降低到理論的極限

  光纖衰減的降低為光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展提供了必要的條件。由于制造工藝的不斷進(jìn)步,單模光纖的衰減已經(jīng)接近其理論極限值,據(jù)報(bào)道標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的最低衰減值已達(dá)到0.160dB/km,而純硅芯單模光纖的最低衰減世界記錄更是達(dá)到O.152 dB/km。

  當(dāng)然,在實(shí)際應(yīng)用中完全沒(méi)有必要追求如此低的值,一方面會(huì)增加成本,另一方面也完全沒(méi)有必要。例如,在城域及接入網(wǎng)中,傳輸距離較短時(shí),如果光纖衰減過(guò)低,還需增加衰減器,F(xiàn)在普遍公認(rèn)的O.36 dB/km(1310 nm)和O.22 dB/km(1550 nm)已經(jīng)足以滿足實(shí)際需要。

  (2)光纖的可用帶寬進(jìn)一步擴(kuò)展

  通常認(rèn)為光纖的帶寬是無(wú)限的,實(shí)際上由于OH-衰減峰、截止波長(zhǎng)及零色散波長(zhǎng)的限制,有些波段是無(wú)法使用的。在擴(kuò)展可用帶寬方面,主要的發(fā)展趨勢(shì)如下:

  ·G.652光纖()H衰減峰被削平,將E波段(1360~1460 nm)打開(kāi),增加了100 nm的可用帶寬,為將來(lái)的16/18波cWI)M系統(tǒng)鋪平道路。G.652D光纖屬于此類(lèi)光纖的代表。

  ·G.655光纖零色散波長(zhǎng)及截止波長(zhǎng)均向短波長(zhǎng)方向(<1400 nm)移動(dòng),將s波段(1460~1530 nm)打開(kāi),為將來(lái)16/18波CWDM系統(tǒng)的擴(kuò)容準(zhǔn)備。

  (3)色散、色散斜率及有效面積的優(yōu)化

  這三個(gè)參數(shù)是光纖最重要的參數(shù)。對(duì)于G.652光纖,由于有相對(duì)統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),各廠商的產(chǎn)品相差不大。對(duì)于G.655光纖,由于起初的標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一,造成各廠商的產(chǎn)品各自有自己的發(fā)展方向,如以康寧為代表的大有效面積光纖(LEAF)、以原朗訊為代表的低色散斜率真波光纖(TW—RS)和以阿爾卡特為代表的“中色散”、“中有效面積”特銳光纖(TeraL,ight)。事實(shí)上,色散、色散斜率及有效面積是相互關(guān)聯(lián)的,對(duì)系統(tǒng)性能的影響也是共同的,所以對(duì)它們的優(yōu)化要綜合在一起考慮,片面強(qiáng)調(diào)一方面就會(huì)導(dǎo)致失之偏頗。

  “中色散”是指1550 nm的色散值在6~10 ps/(nm·km)的范圍內(nèi)。適中的色散既有效地克服了DWDM系統(tǒng)中波段間的相互干擾,如四波混頻和交叉相位調(diào)制,又減少了色散補(bǔ)償光纖的用量。現(xiàn)在各廠商的G.655光纖都在向這一范圍靠攏,阿爾卡特公司于1999年率先推出的特銳光纖即屬于此類(lèi)光纖的先驅(qū)和代表性產(chǎn)品,特銳光纖在1550 m的色散值為8 ps/(nm·km)。

  適中的有效面積是指1550 nm光纖的有效面積在55~65μm。之間,這樣既有利于提高光纖的非線性閾值,又兼顧了拉曼放大效率。

  (4)DOS值越來(lái)越大

  所謂DOs是指在某波長(zhǎng)的色散值與色散斜率值之比,單位是nm。DOS值越大意味著色散斜率越容易補(bǔ)償。舉例來(lái)講,增強(qiáng)型大有效面積光纖(E—LEAF)的DOS值是47 nm,真波低斜率光纖(TW—RS)的DOS值是。100 nm,而特銳光纖的DOS值是154nm,可見(jiàn)特銳光纖的斜率是最容易補(bǔ)償?shù)模彩茄a(bǔ)償效率最高的。

  (5)零色散點(diǎn)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)

  為了保證在s波段DWDM系統(tǒng)的性能,零色散點(diǎn)必須向短波長(zhǎng)方向移動(dòng),這也是G.655光纖共同的發(fā)展趨勢(shì),即零色散波長(zhǎng)移到1400 nm左右。

  (6)偏振模色散(PM[))系數(shù)的進(jìn)一步改善

  偏振模色散具有隨機(jī)性,并且受環(huán)境的影響。所以幾乎無(wú)法補(bǔ)償,在高速光通信系統(tǒng)(>10Gb/s)中,偏振模色散對(duì)系統(tǒng)性能的影響不容忽視。為了適合40 Gb/s系統(tǒng)的要求,PMD系數(shù)的鏈路值需降低到O.1 ps//kml以下。


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