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1、G.655 光纤的特点及其应用作者：unknown 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2005-9-9信息产业部北京邮电设计院唐红炬摘要：随着长途通信传输容量的成倍增长，以 10Gbits 为基础的波分复用技术全面走向商用。新开发的 G.655 光纤是开通大容量传输系统的较好的媒介。关键词：波分复用光纤色散四波混合G.6551.引子21 世纪是一个多媒体的时代，电信网也将是一个宽带、大容量的多媒体网络。长途骨干传输网正向以单根光纤提供 Tbits（1000Gbits）信息容量的方向发展。中国网通的 G.655 长途骨干网已经初具规模，为其今后向社会提供宽带传输通路奠定了基础。中国电信的改组也
2、初步完成，未来两年内，中国电信将建设完成超高速骨干传输网。随着今年底第二条京济宁干线光缆线路工程的开工，中国电信在长途骨干传输网上大规模使用 G.655 光纤的时代到来了。那么，为什么要使用 G.655 光纤呢？2.光纤的非线性影响我们都知道，近 10 年来，G.652 光纤一直占据着光纤市场的主导地位，但是随着光纤传输速率的提高，尤其是近年来，随着光纤放大器的应用和波分复用（WDM ）技术的发展，人们对光纤又有了一些新的要求。在以前的传输网上，进人光纤的光功率不大，光纤呈现线性传输特性，影响光纤传输特性的因素主要是损耗和色散。然而，随着光纤放大器的应用，超过18dB 以上的光信号被耦合进一根
3、光纤，波分复用技术使一根光纤中有了数十条甚至上百条光波道。这时，较高的光能量聚集在很小的截面上，光纤开始呈现出非线性特性，并成为最终限制传输系统性能的关键因素。主要的非线性现象是受激散射和非线性折射（克尔效应）。受激散射主要分为受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS ）。其中 SRS 对于单波长系统的影响可以忽略不计，但是对于高密集的波分复用系统，SRS 将成为限制通路数的主要因素。拉曼散射和布里渊散射都使入射光能量降低，并在光纤中形成损耗。这种损耗在入射功率低时影响甚微，但入射功率达到一定程度时，损耗就会到影响系统的正常运行。克尔效应是在光功率较高时，光纤的折射率随光强变化而变化的非
4、线性现象。主要有自相位调制、交叉相位调制和 4 波混合，其中尤以四波混合对大功率 WDM 系统影响最大。在波道频率间隔相等和光纤的色散很低的情况下，四波混合会将大量的信道的功率转移到另一条渡道上。这不仅使有用的信道的功率损失，而且导致信道间串音，严重影响系统性能。特别是当波道波长接近光纤零色散点时，这一现象更加突出。3.各种光纤的比较在 1550nm 处，常规的 G.652 光纤具有最低损耗特性。再配合使用光纤放大器，可以在 G.652 光纤上开通 82.5Gbits 或 16 甚至 322.5Gbits 系统。但由于 G.652 光纤在 1550nm 处的色散值较大，受其影响，当单一波道上的
5、传输速率提高到 10Gbits 时，传输距离就会大大缩短。因此，高速率的传输系统要求采取色散补偿的方式降低 G.652 光纤在 1550nm 处的色散系数，例如在 G.652 光纤线路中加入一段色散补偿模块。但由于采用色散补偿模块，会引入较高的插入损耗，系统必须使用光纤放大器，造成系统建设成本的提高。因此在骨干传输网上，利用 G.652光纤开通高速、超高速系统不是今后的发展方向。这里，不得不提及 G.653 光纤。将 G.652 光纤的零色散波长从 1310nm 移至 1550nm 处，便成为了 G.653，色散位移光纤。在 G.653 光纤上，使用光纤放大器技术，可将高功率光信号在单波道上传
6、输得更远，是极好的单波道传输媒介，可以毫无困难地开通长距离高速系统。但是对于 DWDM 复用系统，这种光纤不是合适的媒介。 G.653 光纤在工作区内的零色散点是导致光纤非线性四波混合效应的源泉。一般来讲，四波混合的效率取决于通路间隔和光纤的色散。通路间隔越窄，光纤色散越小，不同光波间相位匹配就越好，四波混合的效率也就越高，而且一旦四波混合现象产生，就无法用任何均衡技术来消除。但是，若有意识地在生产光纤时使其具有一定的色散，比如，大于 0.1psnmkm，则可有效地抑制四波混合现象。为此，一种专门为高速超大容量波分复用系统设计的新型光纤诞生了，这就是 G.655，非零色散位移光纤。G.655
7、光纤的零色散点不在 1550nm 附近，而是向长波长或短波长方向位移，使得 1550nm 附近呈现一定大小的色散（ITUT 规范为 0.1-6psnmkm）。这样，可大大减轻四波混合的影响，有利于密集波分复用系统的传输。但同时，也要控制 1550nm 附近的色散值不能太大，以保证速率超过 10Gbits 的信号可以不受色散限制地传输 300km 以上。根据零色散点出现的位置的不同，G.655 光纤在 1530nm1565nm 的工作区内所呈现的色散值也不同。零色散点在 1530nm 以下时，在工作区内色散值为正值，这种正色散 G.655 光纤适合陆地传输系统使用；零色散点在1565nm 以上时
8、，在工作区内色散值为负值，这种负色散 G.655 光纤适合海底传输系统使用。上述三种光纤的主要技术规范见表 1。表 1ITU-T 关于光纤的主要规范光纤种类 G.652 光纤 G.653 光纤 G.655 光纤 大有效面积光纤 模场直径（标称值） 8.6-9.5m变化不超过10 7-8.3m变化不超过10 8-11m变化不超过10 9.5m变化不超过10 模场同心度偏差 1m 1m 1m 1m 2m 长光纤截止波长 c 1250nm - 1470nm - 22m 长光缆截止波长 cc 1260nm 1270nm 1480nm - 零色散波长 1300-1324nm 1500-1600nm -
9、- 零色散斜率 0.093psnm（的平方）km 0.085psnm（的平方）km - 0.1psnm（的平方）km 最大色散系数 20psnmkm(1525-1575nm) 3.5psnmkm(1525-1575nm) 0.1-6.0psnmkm(1530-1565nm) 1-6.0psnmkm(1530-1565nm) 包层直径 1252m 1252m 1252m 1252m 典型衰减系数（1550nm ） 0.17-0.25dBkm 0.19-0.25dBkm 0.19-0.25dBkm 0.19-0.25dBkm 1550nm 的宏弯损耗 1dB 0.5dB 0.5dB 0.5dB 适
10、用工作窗口 1310nm 和 1550nm 1550nm 1550nm 1550nm 表 1 中提及的大有效面积光纤是一种改进型 G.655 光纤。其模场直径比一般的 G.655 光纤大，光有效面积达 72m（的平方）以上，可承受更高的入射光功率。由于光纤的非线性效应与入射的光功率密度成正比，而功率密度又与纤芯的有效面积成反比，因而这种光纤可以更有效地克服非线性效应。同时，这种光纤的色散系数规范也大为改进，提高了下限值，使之在 1530nm1565nm 窗口内处于 1 至 6psnmkm，从而进一步减小四波混合的影响。因而这种光纤非常适合高速率的 DWDM 系统，从目前看，大有效面积 G.655 光纤将成为今后长途骨干传输网的首选光纤。
