光線發展現狀

光線發展現狀

光線發展現狀,主要體現光纖通信容量大,光纖技術進展速度快,在城域網方面已經得到重要套用,多模光纖技術已經越來越成為取代的銅纜重要手段,而POF光纖的潛力空間非常大,光纖的製造業競爭激烈。 總之,隨著光通信向前發展、光纜需求新熱點的形成,光纜將向著品種多樣化、套用細分化、芯數密集化、纜芯乾式化、結構小型化方向發展。

基本介紹

  • 中文名:光線發展現狀
  • 速率:已達10Gb/s
  • 時間:2000年3月
  • 會議:OFC2000會議
1、光纖通信容量
世界光纖通信的容量不斷擴大。商用電時分復用TDM系統的速率已達10Gb/s;而TDM 40Gb/s系統已進入現場實用,估計近兩年可有商品供應。由於受電子器件速率極限的限制,TDM速率的進一步再提高將是十分困難的。而波分復用WDM技術的不斷發展,使其成為網路升級、增加容量的最佳選擇方案。WDM試驗系統容量最高記錄一年來每隔幾個月就被刷新一次。2000年3月,OFC2000會議上,美國朗訊發布3.28Tb/s————WDM試驗系統,該系統速率3.28Tb/s=82×40Gb/s(C波段40波分復用,L波段42波分復用),信道間隔100GHz,傳輸距離300k m(真波光纖),中間兩級放大。2000年9月,德國西門子OPTISPHER網路公司又公布7.04Tb/s————WDM系統,該系統傳輸速率7.04Tb/s=176×40Gb/s,傳輸距離50k m。2001年初阿爾卡特發布10.24Tb/s————WDM系統,該系統速率10.24Tb/s=256×40Gb/s(C、L兩波段),傳輸距離100k m(特銳光纖),採用了分布拉曼放大和殘餘邊帶技術及極化復用,使頻帶利用率達1.28bi t/s/Hz。2001年3月,OFC2001年會上,日本NEC公司又發布了當前世界上最高記錄,該系統速率為10.92Tb/s=273×40Gb/s(採用S、C、L三個波段),傳輸距離117k m(純矽芯大有效面積光纖PSCF兩段),採用了分布拉曼放大與集中光纖放大以及極化復用,頻帶利用率0.8bi t/s/Hz。
現在商用最高容量光纖傳輸系統為1.6Tb/s系統,朗訊和北電網路兩公司提供的該類產品都採用160×10Gb/s方案結構。容量3.2Tb/s實用化系統的開發已具備條件。
2、光纖技術進展
為了適應光纖通信的不斷發展,近年來光纖技術也有了長足進展。
2.1 為了減小接續衰耗,各種光纖的模場直徑、包層直徑、芯包同心度誤差、宏彎損耗等技術指標都比過去更嚴格了,標誌著預製棒和拉絲技術水平都有很大提高。
2.2 光纖的抗拉強度也大為提高,篩選應力最低值由0.35G p a提高到0.69G p a。這意味著光纖壽命增大了,也使得在接入網中用的光纖可多次接頭而不易斷了。
2.3 G.652光纖,除了適用於傳輸速率最高為2.5Gb/s的G.652.A外又多了兩種性能更高的G.652.B和G. 652.C光纖,PMD值達到一定要求,因此傳輸速率可達到10Gb/s,該類光纖在1550n m波長區要傳輸高速率需要加色散補償光纖(DCF)進行色散調節。G.652光纖近年來最大進步是去掉1383n m處水峰而把套用波長擴展了100n m的G.652.C類光纖。朗訊公司在1999年首家推出了商品名叫全波光纖的該類光纖;康寧公司於2001年4月也推出了叫“SMF—28”此類光纖。在使用朗訊全波光纖建光纖工程時,江蘇亨通集團發現該光纖在1310n m、1550n m,衰減值比常規G.652.A要低,在1385n m附近,衰減為0.26~0.29dB/k m,色散為5.76~6.63 p s/n m·k m,性能優越。
2.4 G.655光纖,1996年問世,1998年國外才大量使用,我國1998年開始使用。1998年1月亨通集團首次用康寧LS型G.655光纖做成光纜,用於貴州廣電工程。2000年以來,我國一級幹線開始大量使用。鑒於各公司生產G.655差異較大,2000年10月世界電信標準大會又進一步規範了該類光纖的標準。新標準把G.655光纖分為兩類:G.655.A和G.655.B。G.655.A光纖用於G.651規定的帶光放大器的波分復用系統。國際標準會議趨向於把≥200GHz劃作為粗波分復用範圍。由於此類光纖對PMD不做要求,在較長的傳輸距離和較高比特率時,系統性能可能會有所降低。G. 655.A類光纖只能用在C波段且色散值範圍為0.1~6.0 p s/n m·k m(色散值下端偏小)。G.655.B類光纖適用於速率高到10Gb/s(STM—64)、波道間隔≤100GHz的G.692帶光放大的密集波分復用傳輸系統。此種光纖可用於C、L兩波段。C波段色散值範圍為1.0~10 p s/n m·k m,L波段色散待定(康寧LEAF為4.5~11.2;朗訊真波為4.0~8.6)。此種光纖為了滿足密集波分復用,對鏈路PDM提出了要求。現在世界上許多公司都做出了G.655.B類光纖,如康寧、朗訊、藤倉、住友、阿爾卡特、比瑞利、長飛。其中佼佼者是康寧的第三代LEAF和朗訊和真波RS。前者特點是大有效面積,後者特點是低色散斜率。兩者都得到大規模成功套用。另外一家有特色的是阿爾卡特的Te r ali g h t ul t r a光纖,其零色散波長λo在1420n m附近,S、C、L三波段都可用,有效面積為63μm2,色散斜率為0.052 p s/n m2·k m。住友公司純導P—65也有類似特點。這兩種光纖有效面積是LEAF和真波RS的折衷,色散斜率較小(接近於真波RS的≤0.05),可說是當今G.655.B類光纖的又一傑出代表。
我國光纖通信的發展
1982年建武漢市話中繼光纜(0.85μm視窗、3.5dB/k m,多模、8Mb/s、13.5k m,1988年建第一條國產設備長途直埋光纜蘭州至武威工程(1.30μm視窗、1.2dB/k m,多模、140Mb/s、286k m),1989年起大量用單模光纖建線路。至2000年底,光纜總長度達125萬公里(其中長途幹線光纜28.6萬公里,中國電信23萬公里、中國聯通5.6萬公里),通達250多個地市,總用光纖約3000萬公里。上述線路基本上是G. 652單模光纖(只有京九光纜放了六根G.653光纖),且1995年前只開通1310n m視窗,1995年後才開通1550n m視窗。傳輸速率九十年代末期才開始從622Mb/s提升到2.5Gb/s。這兩年新建線路用到10Gb/s,波分復用最高達32,總傳輸容量達320Gb/s(32×10Gb/s)。1999年開始較多使用G.655光纖。
光纖通信的大發展促進了我國通信事業大發展。電話用戶達2.3億戶(其中固定1.45億戶,移動0.85億戶),電話普及率達20.1%;網際網路用戶2250萬戶,聯網計算機890萬台。電話用戶又增至2.7億戶(其中固定1.6億戶,移動1.1億戶);聯網計算機已超1000萬台。
電信運營形成競爭態勢
我國電信體制的改革,形成了中國電信、中國聯通、中國移動、中國廣電、中國網通及中國鐵通、吉通、電力等多家運營商激烈競爭的局面。大家都在加快光纖網的建設,光纖光纜需求量猛增。中國電信一級幹線擴容,同時大力發展城域網和接入網,光纖光纜需求量仍位居全國第一,約占全國28.9%,其中約56.3%用G.652光纖,約43.7%會用到G.655光纖。中國聯通光纖光纜總需求量位居第二,約占全國19.8%,其中約80.4%會用到G.652光纖,約19.6%會用到G.655光纖。中國移動幹線與接入網同步建設,成為光纜需求新的主力軍,約占全國13.6%,其中約70.2%可能用到G.652光纖,約29.8%可能用到G.655光纖。中國廣電繼續發展,光纜總需求量約占全國6.2%,其中G.652光纖可能占到89.5%,G.655光纖可能會占到10.5%。中國網通發揮後起優勢,競爭頻寬,光纜需求占全國約3.4%,其中G.652約占52.3%,G.655約占47.7%。其他公司光纜總需求占全國28.1%,其中G.652約占62.8%,G. 655約占37.2%。
光纜製造業競爭激烈
1992年之前,我國只有侯馬、西古、成都、長飛、武郵、上海華新等六家上規模的光纜廠。現在全國光纜廠約有300多家,光纜生產能力供大於求。經多年競爭,按生產規模、綜合實力、發展潛力三方面來看,我國已形成了一批大型骨幹光纜企業:武漢長飛、成都中康、江蘇亨通、北京朗訊、武漢烽火、江蘇永鼎、江蘇中天、江蘇通光、成都匯源、上海華新、杭州富通、深圳特發、侯馬普天、山東宏安。我國就要加入WTO,上述企業可謂我們參與世界競爭的國家主力隊。
隨著電纜市場需求呈明顯下降趨勢,不少電纜廠不是轉向5號、6號電纜的生產,就是轉向光纜生產,所以光纜廠數量還會增多。但總體上看,我國通信光纜通信市場已基本進入規模化競爭階段,隨著市場逐步規範,一些規模小、實力差的企業和生存空間將越來越小。
光纖製造業尚需發展
我國光纖製造業發展二十多年,仍十分薄弱,到現在光纖還主要靠進口。尤其是光纜行業都在苦於找光纖。光通信需求這么大,沒有上規模的民族產業,只能讓世界光纖市場風浪無情地衝擊、拍打。
近幾年,上海朗訊、武漢長飛兩家光纖廠在生產規模、產品質量上成為國內兩強,滿足了國內部分需求。南京華新藤倉、杭州富通、深圳特發可能成為我國較有規模的光纖新秀。除長飛能生產些預製棒外,我國光纖廠都在買棒拉絲,這更是我國光纖產業受制於國外的薄弱之處。我國許多地方都說要上光纖,但能成事者很少。值得慶幸的是,江陰法爾勝光子公司用MCVD—I—OVD工藝製造的預製棒和光纖產品通過鑑定。我們國家還應有幾個上規模的光纖預製棒生產廠。韓國預製棒生產能力年產達2000萬公里纖,日本年產約5000萬公里纖。而中國長飛加江陰法爾勝還不到650萬公里纖。中國也應能生產出各種優異的G.655、G.652C及其他新品種光纖。
中國光纖通信仍會持續發展
我國電話總戶數為2.7億戶,其中固定1.6億戶,移動1.1億戶。而一般情況下是有固定電話的人再買手機,所以移動的1.1億戶與固定的1.6億戶基本是重合的。用2.7億戶算每百戶電話擁有率為23.7%,用1.6億戶算電話普及率只是14%。這就是說我國有86%的人沒電話。我國城鄉差別大,地區差別更大。華東與華南富,其它地區窮。華東也就是寧滬杭三角地帶,華南也就是珠江三角洲。我國廣大農村及中西部主要任務還是通電話,一些大城市和兩個三角地帶才急需上寬頻接入。所以我國還要作長期努力才可解決大部分人的通電話問題和逐步富裕起來地區的寬頻接入問題。這就規定了我國光纖通信市場的持續多年發展。據統計,1999年我國總敷設光纜約660萬芯公里,2000年總敷設光纜約720萬芯公里,2001年光纜總需求為1000萬芯公里,2002年達1150萬芯公里,2005年可能達到1600萬芯公里。
KMI預測,2001年————2004年光纖需求增長量為10%———15%。
各種光纖需求分析
1、G.652.A和G.652.B仍占最大比例 我國西部建長途幹線工程、我國大部分城市的城域網建設、建設網的絕大部分(直至引入到樓內的光纜)都可繼續採用G.652.A和G.652.B類光纖,估計此類光纖占總光纖用量在數年之內都會維持在68%左右。
2、G.655.B光纖
在東部地區以及連線西安、成都等西部樞紐城市的長途光纜可用G.655.B類光纖,估計這部分光纖可占到總量的20%左右。
3、城域網用光纖
城域網一般要用4—16信道的粗波分復用系統。G.652.C和G.655光纖可用於建大城市的城域網的骨幹光纜。這兩類光纖可占到光纖用量的8%左右。G.652.C類光纖在1260nm~1625nm整個波段之內都可傳輸光信號。在0帶(1260nm~1360nm)可開WDM模擬視頻;在E帶(1360—1460nm)可開DWDM(波長間隔0.8nm,120個信道);在S、C、L帶(1460nm~1625nm)可開2.5G/s、DWDM傳輸系統。
G.652.A可建10Gb/s速率的粗波分復用傳輸系統。
康寧推出適用於城域網建設的Corning Metrocore光纖,阿爾卡特推出了Teralight Metro光纖。 Gorning Metrocore是一種G.655光纖;其零色散波長在1640nm附近,在1530nm~1605色散為—10.0~1.0ps/nm·km;其模場直徑在1550nm處為8.1±0.5μm。該光纖適應了城域網和中距離傳輸網的高容量、低成本的要求。可在EDFA頻寬內開高速率(10Gb/s)波分復用系統。
Teralight Metro光纖也是一種G.655光纖;其零色散波長在1420nm附近,其色散在S波段為1.5~6.0ps/nm·km,C波段為8ps/nm·km左右,L波段上限(1625nm)為12.4ps/nm·km,其色散斜率較小(為0.058ps/nm2·km);其有效面積為63μm2,模場直徑約為9.0μm;其λcc≤1260nm,在1310nm可用(衰減≤0.480dB/km,色散接近—8ps/nm·km)。可見此種光纖可用於O、S、C、L等四個波段。
4、多模光纖
國際上數據通信區域網路(LAN)大量用到多模光纖,它正逐步取代銅纜。我國隨著接入網向用戶側的推進,接入網的引入光纜和室內軟光纜要用到多模光纖。目前用得較多的是alb(62.5μm/125μm)和Ala(50μm/125μm)。Ala類光纖在805nm,最大衰減為2.4~3.5dB/km,最小頻寬為200~800MHz·km;在1300nm,最大衰減為0.75~1.5dB/km,最小頻寬為200~1200MHz·km。Alb類光纖在850nm,最大衰減2.8~3.5dB/km,最小頻寬為100~800MHz·km;在1300nm,最大衰減為0.7~1.5dB/km,最小頻寬為200~1000MHz·km。
現在數據通信區域網路採用了CWDM(粗波分復用技術,一般4~16信道),為網路從1Gb/s向10Gb/s以上升級提供了確定的技術路線。為了適應LAN向Gb/s以上升級,各廠商正在極力提高Ala類光纖850nm的頻寬。在鏈路中套用低價的850nm波長垂直腔表面發射雷射器(VCSEL)和兩級編碼技術把此類光纖的雷射器頻寬提高到2000MHz·km,它足以支持10Gb/s乙太網單通道傳300m。隨著用CWDM和VCSEL這種新趨勢,估計今後Ala類光纖套用量會超過Alb類光纖,以便接受較多的光源信號。現在為提高速率到1Gb/s甚至10Gb/s,改用LD作光源,所以又轉到數值孔徑較小的Ala類光纖了。
5、POF光纖
塑膠光纖也是一種多模光纖,在IEC中定為A4光纖,可用於FTTD,即光纖到辦公桌。日本ASAHI GLASS公司使慶應大學GI—POF技術商品化,採用全氟化聚合物CYTOP製造GI光纖,其衰減可達1.5~2.5dB/100m,傳輸速率可達3Gb/s,頻寬>200MHz·km。該光纖在700~1300nm寬頻圍內表現出低衰減。此種塑膠光纖可用於短距離光通信和室內傳輸線(含家庭用和辦公自動化)。預計,在解決全光纖化通信的最後一段(100m或300m),可能就是這類GI—POF光纖了。朗訊也進軍GI—POF,以日本旭硝子公司的氟樹脂(CYTOP)光纖為基礎在850nm~1300nm傳高速數據100m。KMI研究報告指出,POF是一個有增長潛力的領域。
光纜需求熱點與 技術、品種的發展
我國光纜建設中各大運營商除再建少量高速波分復用幹線外主要將建設城域網、接入網、用戶駐地網。隨著這種建設趨勢的變化,光纜的技術品種將向著套用細分化(接入網中饋線纜、配線光纜、光電綜合引入光纜、室內軟光纜;電力系統用OPGW和ADSS光纜;淺海光纜)方向發展。
接入網的饋線光纜要用芯數密集化的光纖帶光纜,目前用得最多是144芯、288芯,以後會到648芯,甚至1000芯。目前能把光纖帶做好的就是前幾家大光纜廠。我公司目前提供一般為288芯、216芯,最大芯數648芯。
隨著接入網向用戶側發展,引入光纜需求越來越大。從分配點到用戶之間的引入線光纜一般長數十米到幾百米,芯數2~24芯。根據需要有不同結構,可用光纖帶式、松結構式、光電複合纜。我公司為南京電信局建南京城域網研製開發了到居民樓的三型光電綜合引入光纜。它集輸電線、光纖、信號線於一體。Ⅰ型纜4纖、4輸電線、4對信號線,可傳輸距離500m;Ⅱ型纜24纖、4輸電線、24線信號線,可傳輸300m;Ⅲ型纜同Ⅰ型,但傳輸距離中達1000m。我公司該綜合引入纜企業標準經江蘇省郵電標準化技術委員會評審,由江蘇省質量監督局標準備案註冊。該產品通過省級鑑定。該產品在南京電信局使用,反映良好,信息產業部及皖、浙、贛等省開始推廣。
室內軟光纜用於傳輸設備、交換設備、數據處理設備及其它用戶終端作光傳輸線。結構一般為緊結構單芯纜、雙芯纜、4芯和6芯層絞纜、光纖帶(4、6、8、12)纜。我公司已研製、生產出上述各種光纜,開始供通信部門使用。纜中光纖採用A1類多模光纖(62.5/125μm或50/125μm),也有用戶提出使用6.652光纖甚至G.655光纖。
利用電力線路建光纖通信線路有很大潛力,電力部門和通信部門都在制定相關ADSS和OPGW技術標準。問題是兩個系統要協調通氣,應搞出一個統一的國家標準。我公司1999年開發製造並大量供應了ADSS光纜,2000年也開發並供應了OPGW光纜。
纜芯乾式化也是一種新發展。用阻水紗、阻水帶代替油膏也可起到縱向阻水作用,而免去了開剝纜接頭時油膏難處理之苦,更從根本上杜絕了因油膏質量不好引起析氫之隱患。這種半乾式光纜可用於非長途幹線的大部分場合,尤其是適用於室內/室外兩用光纜。
光纜結構小型化也是一種變化趨勢。ADSS纜及其它架空光纜,為了減少風和冰雪影響,應儘量減少光纜截面積,城市管道因空間有限也要求減少纜徑。在這些場合要儘量減少纜徑,但是要保證溫度特性、機械特性符合要求。
總之,隨著光通信向前發展、光纜需求新熱點的形成,光纜將向著品種多樣化、套用細分化、芯數密集化、纜芯乾式化、結構小型化方向發展。

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