光纤的研究现状及发展趋势_new

2019/8/251光纤的研究现状及发展趋势2019/8/252光器件技术与光纤技术的研究和发展：◇EDFA的发明：◇DWDM的出现：◇高速激光器的出现：上述技术的应用导致光纤中高密度光能量，诱发非线性效应，影响传输质量。◇光纤技术的新突破。光通信技术发展：满足大容量、长距离、高速率要求。2019/8/253ITU-T有关光纤方面的标准◇G.650单模光纤相关参数的定义和试验方法；◇G.65150/125μm多模渐变型折射率光纤光缆特性；◇G.652单模光纤光缆特性；◇G.653色散位移单模光纤光缆特性；◇G.654截止波长位移型单模光纤光缆特性；◇G.655非零色散位移单模光纤光缆特性。2019/8/254◆在G.652基础上：降低1383nm水峰，使S波段用于传输；◆在G.655基础上：能得到不同色散、色散斜率及有效面积组合，满足不同的传输系统。单模光纤发展方向2019/8/255■标准内容划分更加准确，■光纤几何参数的容差变小，■G.652光纤分成了三个子类，■对光纤光缆的PMD作了明确规定，■新增了DGD的要求，■非线性系数的研究，■对扩展波段光纤的研究。G.652光纤标准的演进及未耒走向2019/8/256原标准的目录内容：“光纤特性”、“工厂长度指标”、“基本光缆段指标”。修改后标准的目录内容：“光纤属性”、“光缆属性”、“链路属性”。■标准内容划分更加准确2019/8/257“色散的纵向均匀性”∵光纤在某一波长上的局部色散值降到一个很小值，且这一波长又接近WDM系统中的工作波长，此时将诱发四波混频，影响传输质量。(该慨念正处于研究之中)光纤属性中提出的新概念2019/8/258传输系统的需求：◇光纤接头对光纤MFD容差和纤芯同心度偏差的依赖；◇PMD指标依赖于纤芯不园度。客观的可能性：◇光纤制造技术的提高。■光纤几何参数的容差变小2019/8/259G.652光纤几何属性参数原标准新标准MFD波长(nm)13101310标称值范围(μm)8.6-9.58.6-9.5容差±10%±0.7μm包层直径标值值(μm)125.0125.0容差(μm)±2±1芯同度偏差最大值10.8包层不园度最大值2.0%2.0%2019/8/2510为适应于不同的传输系统，新标准将G.652光纤分成以下三个子类：G.652AG.652BG.652C其应用范围是：■G.652光纤分成了三个子类2019/8/2511三个子类光纤的应用范围◇G.652A主要用于G.957接口标准的SDH传输系统和G.691带光放大单通道的STM-16SDH传输系统；◇G.652B主要用于G.957接口标准的SDH传输系统和G.691带光放大单通道SDH传输系统及G.692带光放大STM-64SDH的WDM传输系统；2019/8/2512三个子类光纤的应用范围◇G.652C（波长段扩展的非色散位移单模光纤，又称为低水峰光纤）除了与G.652B光纤的适用范围相同之外，这类光纤允许G.957接口标准的传输系统使用在1360nm～1530nm之间的扩展波段。2019/8/2513G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(1)光纤参数G.652AG.652BG.652C模场直径，μm1310nm（8.6～9.5）±0.7（8.6～9.5）±0.7（8.6～9.5）±0.7包层直径，μm125±1125±1125±1芯同心度误差，μm≤0.8≤0.8≤0.8包层不圆度，%≤2≤2≤2光缆截止波长，nm≤1260≤1260≤1260筛选应力，Gpa≥0.69≥0.69≥0.692019/8/2514G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(2）光纤参数G.652AG.652BG.652C宏弯衰减，dB（37.5mm半径，100圈）≤0.5（1550nm）≤0.5（1550nm）≤0.5（16XX*nm）≤0.5（1550nm）≤0.5（16XX*nm）最小零色散波长λmin，nm130013001300最大零色散波长λmax，nm132413241324零色散波长最大斜率Smax，ps/nm2.km0.0930.0930.093未成缆光纤PMD系数最大值，ps/√km不规定待定**待定**2019/8/2515G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(3)光缆参数G.652AG.652BG.652C1310nm衰减系数最大值，dB/km0.50.40.4yyyynm***（1383-1480nm）衰减系数最大值，dB/km****1550nm衰减系数最大值，dB/km0.40.350.3516XX*nm（XX≤25nm）衰减系数最大值，dB/km0.40.42019/8/2516典型的朗讯G.652C光纤衰耗曲线00.20.40.60.811.21.41000104010801120116012001240128013201360139014301470151015501590衰耗(dB/km2019/8/2517G.652A、G.652B、G.652C主要技术指标(4）光缆参数G.652AG.652BG.652C光缆链路PMD特性光缆段数M，2020概率Q，%0.010.01PMD系数链路设计最大值PMDQ，ps/√km0.50.52019/8/2518G.652B与G.652A的不同之处：(1)、提出了L波段16XXnm处的衰减指标；(2)、因为传输速提高到STM-64，所以对光缆的PMD指标提出要求。G.652C与G.652A、G.652B的不同之处：(1)、除L波段16XXnm处的衰减指标外，对1383nm-1480nm波段中的某一波长处的哀减将作要求。三个子类光纤的差异2019/8/2519◇非所有子类都要求PMD指标，◇若有要求，而不是单根光纤数据的基础上加以规定，而是成缆后光纤的PMD应在统计的基础上，而且与链路的PMD相关联。■对光纤光缆的PMD的规定2019/8/2520PMD的指标说明PMDQ：光缆光纤链路的PMD值。是M(为20)盘光缆段连接的链路的PMD统计值的上限值，上限值的数量不能超过某一规定的概率Q(为0.01%)。2019/8/2521☆DGD：偏差群时延，是某一特定时间和波长条件下，两个极化模到达时间的差异。☆DGDmax：最大偏差群时延，是考虑系统设计时，能被利用的最大能力的DGD值。■新增了DGD的要求2019/8/2522DGD与PMD的关系DGD是PMD在某一特定时间和波长对链路上系统的损伤，其损伤大小决定于这一特定时间和波长的群时延大小。且与链路长度平方根成正比。DGD与PMD的关系：DGD(ps)＝PMD(ps/√km)×√L(km)L—链路长度(km)2019/8/2523对G.652光纤标准增加非线性系数的内容，是否意味下一步有可能将G.652光纤用于高速传输系统。∵色散与非线系数n2/Aeff相互作用，影响传输系统。非线性测试方法仍处于研究之中。■非线性系数的研究2019/8/2524◇G.652C光纤的制造，剌激了该窗口传瑜设备的研发。◇哀减常数规定中有一个末知波长yyyy此波长可由卖买双方自行商定。(1383nm≤yyyy≤1480nm)◇G.652C光纤可用于企业(专用)网和城域网。◇氢损试捡方法尚未确立，水峰窗口的长期稳定性及光纤的系统验证结果均不明，建议目前采用该光纤持审慎的态度。■对扩展波段光纤的研究2019/8/2525◇G.655光纤是当前光纤研究大热点，◇G.655光纤有许多变数，随着通信技术的发展和演进，这些变数还会有些调整。◇在G.655基础上：能得到不同色散、色散斜率及有效面积组合，满足不同的传输系统。G.655光纤标准的演进及未耒走向2019/8/2526■标准内容划分更加准确，(同G.652)■光纤几何参数的容差变小，(同G.652)■对光纤光缆PMD的规定，(同G.652)■DGD的要求、非线性的研究，(同G.652)■G.655光纤分成了个二子类，■光纤的色散系数作了重大改变，■增添了用于系统设计的数值。G.655光纤标准的演进及未耒走向2019/8/2527G.655A：◇主要用于G.691接口标准的带光放大的单通道SDH和多通道间隔不小于200GHz的STM-64的G.692接口标准的带光放大的WDM传输系统；◇最大入纤光功率被限制；◇PMD不作限定。■G.655光纤分成了个二子类2019/8/2528■G.655光纤分成了个二子类G.655B：◇主要用于通道间隔不大于１00GHz的G.692接口标准的DWDM传输系统。◇对PMD的要求是使STM-64系统传输至少400公里。2019/8/2529G.655A和G.655B主要技术指标(1)光纤参数G.655AG.655B模场直径，μm（8～11）±0.7（8～11）±0.7包层直径，μm125±1125±1芯同心度误差，μm≤0.8≤0.8包层不圆度，%≤2≤2光缆截止波长，nm≤1480≤1480宏弯衰减，dB（37.5mm半径，100圈）≤0.5（1550nm）≤0.5（1550nm）≤0.5（16XX*nm）2019/8/2530G.655A和G.655B主要技术指标(2)未成缆光纤PMD系数，ps/√km不规定不规定色散特性G．655AG．655Bλmin&λmax,nm1530&15651530&1565Dmin,ps/nm.km0.11.0Dmax,ps/nm.km6.010.0C波段色散符号正或负正或负λmin&λmax,nm待定Dmin,ps/nm.km待定Dmax,ps/nm.km待定L波段色散符号正2019/8/2531G.655A和G.655B主要技术指标(3)光缆参数G.655AG.655B1550nm衰减系数最大值，dB/km≤0.35≤0.3516XX*nm衰减系数最大值，dB/km不要求≤0.40光缆链路PMD特性不要求光缆段数M20概率Q，%0.01PMD系数链路设计最大值，ps/√km0.5注：波长16XXnm为待定值。但是，XX不会超过25nm。2019/8/2532◇色散系数的上限从原来的6.0ps/nm·km改为10ps/nm·km；◇色散系数的波长范围：1530nm-1565nm；◇规定了Dmax≤Dmin＋5.0ps/nm·km，意味着色散范围放宽，但不允许色散斜率范围的放宽。光纤的色散系数作了重大改变2019/8/2533G.655光纤用于系统设计的数值：增添了用于系统设计的数值衰减系数波长区域典型链路值1535nm-1565nm0.28dB/km1565nm-16xxnm0.35dB/kmDGD参考链路长度400km典型光缆段最大值10kmDGD最大值25ps最大概率6.5×10－82019/8/2534波长范围：λmin＝1530nm，λmax＝1565nm典型的色散实施方案的例子例子DminDmax符号色散典型值(1550nm)色散斜率典型值(1550nm)A1.35.8＋3.70.070B2.06.0＋4.20.085C2.66.0＋4.40.045D5.010.0＋8.00.058E1.06.0－－2.30.0652019/8/2535G.653和G.654的主要技术指标(1)光纤参数G.653G.6541550nm模场直径，μm（7.8～8.5）±0.8（9.5～10.5）±0.7包层直径，μm125±1125±1芯同心度误差，μm≤0.8≤0.8包层不圆度，%≤2≤2光缆截止波长，nm≤1270≤1530筛选应力，Gpa≥0.69≥0.69宏弯衰减，dB（37.5mm半径，100圈）≤0.5（1550nm）≤0.5（1550nm）≤0.5（16XX*nm）2019/8/2536G.653和G.654的主要技术指标(2)色散特性G.653G.654最小零色散波长λmin，nm1500最大零色散波长λmax，nm1600零色散波长最大斜率Smax，ps/nm2.km0.0851525~1575nm色散系数最大绝对值，ps/(n