全波光纖

“全波光纖”屬於G.652光纖的一種，其與常規G.652光纖的區別在於全波光纖利用新一代光製造技術把常規G.652光纖中位於1.38μm波長附近由於OH離子的存在而產生的高吸收峰消除，使該波段光纖傳輸損耗降低到0.3db/μm左右，成為可以進行光纖通信的“新視窗”。

基本介紹

• 中文名：全波光纖
• 特點：傳輸容量大
• 要求：開發具有儘可能寬的可用波段

背景

多年來在傳統的G.652光纖的譜損曲線上，總是有一個損耗峰，將光纖的損耗曲線隔裂成傳統的第二視窗（1280 ~1325nm）和第三視窗（1530~1665nm），這一損耗峰是由於 OH 的存在 ， 而形成2. 7μm 左右的波長上的吸收峰，水峰1385土3nm則是其一次諧峰。多年來，人們一直在努力探索消除這一水峰的途徑。實際上有的光纖廠商已通過改進光纖預製棒工藝，可以做到在製成的光纖中基本上消除了水峰，但經一段時間的使用後，水峰又會出現，這是因為在光纖的使用過程中，氫氣與光纖中不可避免的缺陷的作用；氫與矽結合將在1385nm波長上導致諧波損耗增加 ，而氫與錯結合則在1420nm波長上引起吸收損耗。因此消除水峰的難題一直無法徹底解決。1998年美國朗訊公司開發了一種新工藝，完全消除了光纖玻璃中的OH，從1280~1665nm之間的全部波長範圍內可以開通光路，這類光纖稱為全波光纖。

簡介

全波光纖的出現，使利用單一光纖實現多種通信業務有了更大的靈活性。傳統的G. 652光纖的傳輸系統主要用於第二波段（1280~1325nm）以及第三波段(1530 ~ 1565nm)兩個低損耗視窗，其間的第五波段（1325~1530nm）由於水峰損耗的存在 ， 一直未能開拓利用 。 在全波光纖中， 由於水峰損耗的消失，遂令第五波段"天重變通途"，使這一廣闊波段的損耗小於第二波段，而其色散又低於第三波段，從而使這一波段成為多種通信套用的理想選擇。例如，可以在一根光纖上同時開通：用於第二波段的波分復用(WDM)模擬視頻；在1350~ 1450nm波段上的高比特（10Gb/s）的密集波分復用(DWDM)數據傳輸(該段波上光纖色散很小)；以及在高於1450nm波段上的2.5Gb/s的密集波分復用(DWDM)的數據傳輸；或可在1280~1625nm的全波段上採用粗波分復用 (CWDM)進行各種信息的傳輸。粗波分復用的通道波長間隔約20nm，因此可使用無需製冷的雷射器和廉價的分插復用器，從而可以得到在城域網和接入網最低的比特造價。

全波光纖的結構參數和色散特性與傳統的 G. 652 光纖完全一樣，因此 lTU將全波光纖也歸類於 G. 652 光纖，並專門規定了其特有的損耗特性，以資與一般的 G. 652 光纖相區別 ，另外還規範了老化試驗條件 ， 全波光纖經老化試驗後，其水峰損能應不大於在1310nm 波長上的損耗 。

全波光纖技術的突破 ，是光纖技術發展史上有一個里程碑，它使單模光纖的有效使用波段擴展為從1280~1625nm 的石英光纖低損耗區域的全部波段。包括第二波段（1280~1325nm）， 第三波段(1530 ~ 1565nm)，第四波段 ( 1565~1625nm ) 以及第五波段 (1325~1530nm )，全波光纖技術的突破大大推動了在各個波段上相關光器件的發展，如雷射光源、光放大器、OTDR 等，從而使全波段的光通信逐步成為可能。

優勢

與目前廣泛套用的單模光纖相比，全波光纖能大大提高系統的傳輸容量。通過用這種光纖和利用波分復用（WDM)技術，能使光通信網路的傳輸速率從目前的吉比特/秒（Gbit/s)級提高到太比特/秒（Tbit/s)級。

全波光纖可提供比現在普通單模光纖超出100納米的有效波段，至少是常規光纖使用波段的1.6倍。全波光纖是一種匹配包層光纖，其在1310nm與1550nm波段的性能是完全一樣的。但與傳統的單模光纖相比，全波光纖還具有其不可比擬的優勢，更寬的頻譜：全波光纖可以提供從1280mn－1625nm的完整傳輸波段為DWDM系統提供的波長至少超過常規光纖60%。全波光纖除去了水峰損耗，開闢了以前不能利用的1340nm-1440nm的視窗。這使服務商可以用全波光纖提供高速數據服務，如多媒體、Internet和VOD、點播電視。對高速率傳輸有更長的非色散補償距離：一在1400nm波段，全波光一纖的色散只有常規光纖在1550nm波段的一半以下，這可允許信號無補償傳輸距離增加一倍以上。全波光纖不只提供更多的波長，而且對高速信號（10G/s）在1400nm區域具有很小的色散。利用全波光纖，在1400nm區域10Gb/s信號無色散補償距離可比常規光纖在1550nm視窗長2倍以上。一根光纖上同時存在多種服務：全波光纖可同時在光纖波段的一個區域傳輸模擬信號，在另一個波段傳輸高速率信息（可達10Gb/s），而在另外一個波段傳輸低速率DWDM信息。全波光纖在目前頻寬需求成指數增長的情況下為城市提供本地網路設計的最佳方案，是適應現在及將來的功能強大、高度靈活的光纖產品。

全波光纖的最大優點就是大大加寬了光纖通信的頻寬。它可提供比原來常規單模光纖多100納米的頻寬，如果按波分復用的現用波長標準間隔為0.8納米（還有可能降低到0.4納米)來算，就可以多增加125個通路；以一個通路的傳輸速率為10吉比特/秒計，總共可以增加125個通路。

此外，多個波長的光纖通信系統可以有更多的波長供選擇，能適應多種業務的需要；它更有利於實現全光聯網，將一個波長作為一個通道，全光地進行路由選擇。由於全波光纖也還是單模光纖和現用的單模光纖有許多相同的特性，所以完全可以與現有的光纖系統兼容，現有的光纖通信設備都可以繼續使用，這就為它的推廣套用創造了一個重要的條件。

全波光纖的製造工藝

眾所周知，全波光纖的主要特徵在於解決了在 1385nm波長上的水峰損耗的問題。測量表明，光纖中導光部分的 OH含量為 1ppm時，1385nm 波長上的損耗高達 65dB/km左右。在全波光纖中，OH的濃度低達 0. 8ppb，在1385 nm產生的 OH損耗僅為 0 . 05 dB/km ， 加上該波長上的瑞利散射損耗 ，其總損耗不會超過 0 . 33 dB/km。

全波光纖的典型工藝流程如下:

1. VAD 工藝製作芯棒( 內包層/纖芯比值 ，D/d<7 . 5)；

2. 芯棒在氯氣氛中充分脫水（1200℃）；

3. 芯棒在氮氣氛中燒結（1500℃）；

4. 芯棒拉伸 (用氫氧焰作熱源 ) ；

5. 拉伸後的芯棒用等離子蝕洗(Plasma Etching) 除去表面OH污染層 ；

6. 在芯棒外套上低於OH含量的合成石英管作外包層；

7. 將石英管外套管和芯棒燒成一體 ，形成光纖預製棒 ；

8. 光纖拉制 ；

全波光纖工藝關鍵是第 2、5兩步，充分的脫水和除去芯棒表層的 OH污染，是降低水峰損耗的關鍵所在。

產品標準

2000年4月，為適應光纖產品技術的最新進展，ITU（國際電信聯盟）對G.652單模光纖標準進行了大規模的修訂，到10月份正式定稿，對應於IEC（國際電工委員會）的分類編號B1.3，ITU-T將“全波光纖”定義為G.652c類光纖，主要適用於ITU-T G.957規定的SDH傳輸系統和G.691規定的帶光放大的單通道SDH傳輸系統和直到STM-64（10Gbit/s)的ITU-T G.692帶光放大的波分復用傳輸系統，對於1550nm波長區域的高速率傳輸通常也需要波長色散調節。

中國參考IEC和ITU的最新光纖分類標準，對GB/T9711-1998《通信用單模光纖系列》進行了修訂，在GB/T 9771.3-2000中將其正式命名為“波長段擴展的非色散移單模光纖”，新國標自2001年6月1日起實施。

套用

全波光纖的出現，使水峰處的損耗由原來的2dB/km降到0.31dB/km以下，使光纖的損耗在1310nm-1600nm波長範圍內都趨於平坦，因此，全波光纖為城域光纖網的建設提供了一個較好的方案，因為城域網通信距離一般不超過80km，沿途分/插設備多，不必追求很小的光纖衰減，也很少需要光纖放大器，另外，由於全波光纖最適用於粗波分復用（CWDM），可提供較高的頻寬，同時由於其20nm左右的信道間隔，放寬了對濾波器和雷射器穩定性的要求，從而大大降低了成本。再者，全波光纖的出現，使利用單一光纖實現多種通信業務有了更大的靈活性，因此未來中小城市城域網的建設會大量採用這種光纖。