光纖是現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)的奠基石，其提供的數(shù)據(jù)容量和傳導(dǎo)速率使最新的通訊裝置和服務(wù)項目成為可能。隨著網(wǎng)絡(luò)需求的上升，我們對光纖的要求也越來越多：更大的容量，更快的速度和更為寬闊的配置適應(yīng)性。由于數(shù)據(jù)容量的不斷增長和電信業(yè)營業(yè)收入的相對低迷，運營商需要對網(wǎng)絡(luò)進行有效資本支出，實現(xiàn)操作、管理和維護上的低成本化(OAM)，以支撐電信業(yè)的投資回報率。 為此，運營商采用光傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)的方法，使不同的服務(wù)類型(例如，SONET/SDH，以太網(wǎng)，光通道和存儲服務(wù))共存于同一傳輸層。這種協(xié)議傳輸?shù)耐ㄓ眯院头?wù)的透明度為運營商帶來了巨大的資本支出和OAM收益，最終降低每比特的光傳送成本。 同樣，運營商也在尋求系統(tǒng)供應(yīng)商提供具有更大容量的網(wǎng)絡(luò)，并控制每比特光傳送成本。為傳送擴容，數(shù)據(jù)傳輸率被提高了。然而數(shù)據(jù)傳輸率的每一步提高都對系統(tǒng)容限造成壓力，盡管這種壓力迄今為止已通過光電系統(tǒng)增強的復(fù)雜性抵消掉，但要知道系統(tǒng)的復(fù)雜性天生就是成本增加的代名詞。 然而，針對這個問題，網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)——光纖可以協(xié)助解決。在最初的兩種主要傳輸波長——1310nm和1550nm波長下，光傳輸?shù)乃p被顯著地降低，分別為0.35dB/km和0.21dB/km，同時接收器端的信號強度也得到了改善?，F(xiàn)在市售的低損耗標(biāo)準(zhǔn)單模光纖G.652.D更是展示出在1310nm和1550nm波長下分別為0.32 dB/km和0.18dB/km的出色的傳輸?shù)蛽p耗性。這一結(jié)果提高了系統(tǒng)容限，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性和每比特的傳輸成本。 隨著高速寬帶的應(yīng)用，運營商在接入網(wǎng)絡(luò)上尋求類似的每比特成本的效率。我們已經(jīng)看到大范圍的架空鋪設(shè)和空間有限的接頭盒在光纜彎曲的時候，會造成信號丟失和系統(tǒng)容限的減少。因此，為了保護容限和降低網(wǎng)絡(luò)接入的OAM成本，低彎曲損耗光纖被開發(fā)并被歸入ITU-T G.657標(biāo)準(zhǔn)。G.657光纖包含三個主要分類： G.657.A1，彎曲性能改善光纖;G.657.A2，彎曲性能增強光纖;G.657.B3，彎曲性能不敏感光纖。 這三類光纖中，G.657.A1是室外纜最常用的光纖。有著出色彎曲性能的G.657.A2和G.657.B3光纖并不是室外設(shè)備條件所必要的;另外，這兩種光纖的纖芯截面工藝產(chǎn)生的優(yōu)越的彎曲性能與基本采用G.652D光纖的大批量室外設(shè)備在現(xiàn)場熔接和安裝上并不兼容。 由于低損耗光纖和抗彎光纖的出現(xiàn)，如何在合適的場景分別使用這兩種光纖，成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師一項頗具技術(shù)挑戰(zhàn)的工作。為實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師不得不在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不同部分，對兩種G.652.D光纖和G.657.A1光纖做仔細挑選，這也意味著對于光纜多樣性的需求。因此，改變成為必然。 新時代 如果施工人員無需再為究竟選擇哪一種光纖，或者說，無需再為究竟選擇低損耗還是彎曲低損耗性能的光纖之間糾結(jié)時，光纖光纜的布線會簡單得多。新研制的光纖先進性讓人們不再為這樣的選擇煩惱。最新一代G.652.D光纖既為業(yè)界帶來最前沿的低損耗性能又提升了G.657.A1光纖的抗彎性，同時也滿足了前向兼容性。 這種新型光纖在1550nm和1310nm波長下分別僅有0.18dB/km和0.32dB/km的低損耗(也能夠使光纜的平均損耗處在同一基準(zhǔn))。它的抗彎性能超過了G.657A1的標(biāo)準(zhǔn)，并且9.2微米的模場直徑也能很好的匹配早期的G.652D光纖。成效：為高容量提供更充足的系統(tǒng)容限;改善的彎曲性更加適應(yīng)接入網(wǎng)絡(luò)，以及與早期使用的G.652.D光纖的反向兼容，這一切皆因一根小小的光纖。為更好理解這么一根光纖能為運營商帶來什么，讓我們接下來一探究竟。 低傳輸損耗優(yōu)勢明顯 隨著數(shù)據(jù)傳輸率在長距離網(wǎng)絡(luò)覆蓋從10 Gbps到40 Gbps，再向100 Gbps的提升，系統(tǒng)需要通過使用先進的調(diào)制格式、連貫的工業(yè)技術(shù)以及數(shù)字信號處理獲取更高的光信噪比。但在100 Gbps，由于光信噪比的不足，降低了這一實現(xiàn)可能。 過渡到400Gbps將給系統(tǒng)實現(xiàn)帶來進一步的壓力，如同過渡到全光網(wǎng)絡(luò)時，其中的光分插復(fù)用器和光開關(guān)會增加連接的平均長度，也意味著網(wǎng)絡(luò)中的元器件產(chǎn)生附加損耗。 低損耗光纖網(wǎng)絡(luò)已遍及全球，日益提升的光信噪比帶來如下諸多益處： 以最小的傳輸距離犧牲達到更高的傳輸速率;減少長距離傳輸中的放大的數(shù)量;通過為OADMs提供額外的系統(tǒng)冗余，從而簡化全光網(wǎng)絡(luò)的過渡此外，低損耗性能的光纖也帶來了間接經(jīng)濟效益也已得到驗證。 低損耗光纖無形中也延長了光纜修復(fù)使用的周期。在一些發(fā)展中國家，新的運輸和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展步伐導(dǎo)致了頻繁的光纜斷裂。沒有光纜足夠的冗余度，那么這段光纜很快會廢棄一些光纜僅使用5年，由于頻繁維修耗盡了系統(tǒng)的功率預(yù)算，這與光纜的市場預(yù)期的20年或更長壽命形成了鮮明對比。 在接入網(wǎng)中，這些新的低損耗的光纖可以延長FTTx和移動回傳系統(tǒng)，并且可以擴展覆蓋20%的用戶、大樓(在1310nm波長，與0.35dB/km損耗的光纖相比，低損耗光纖僅為0.32 dB/km損耗)。額外的容限不只是延長光纜的使用周期，也可以使用預(yù)連接的方案，使布線更有效率。 網(wǎng)絡(luò)接入的系統(tǒng)演變將出現(xiàn)GPON與新的10Gbps的XGPON標(biāo)準(zhǔn)并存。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，XGPON上行波長從1310nm降低至1270nm波長,這個波長本質(zhì)上比1310 nm具有更高的傳輸損耗。當(dāng)XGPON部署在一個傳統(tǒng)的GPON網(wǎng)絡(luò)上時，上行波長的額外損失會對系統(tǒng)容限和在延伸與覆蓋上的原始系統(tǒng)設(shè)計提出挑戰(zhàn)。但先進的G.652.D低損耗光纖在1270nm波長下的傳輸損耗同傳統(tǒng)的G.652.D在1310nm波長下傳輸損耗相差無幾。這一特性將使原始系統(tǒng)設(shè)計花費最小的代價完成從GPON到XGPON的升級。同樣，WDM-PON或許可以使用更高衰減的超1600nm的波長，也因此會受益于低衰減光纖。 彎曲低損耗提升傳輸性能 高速寬帶服務(wù)的需求推動著光纖在接入網(wǎng)絡(luò)的深入以提供FTTx寬帶服務(wù)和3G和4G無線寬帶數(shù)據(jù)回傳業(yè)務(wù)。光纜在這些網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)上帶來了不同的挑戰(zhàn)，而具備較低彎曲損耗性的G.657光纖可以完成。接入網(wǎng)所面臨的特殊挑戰(zhàn)是各式各樣的。 室外接入網(wǎng)本質(zhì)上是一種分布式網(wǎng)，具有許多光纖管理連接系統(tǒng)的節(jié)點，比如機房和接頭盒。出于較高人口密度引起的空間限制和空間美學(xué)的要求，這些機房和接頭盒的空間需非常緊湊。 連接到樓，住戶和4G天線的光纜通常是架空鋪設(shè)，這些架空鋪設(shè)的光纜需具備輕質(zhì)和靈活鋪設(shè)的特性。 用戶密度和有限的可使用空間促使外徑更小的室外纜直徑設(shè)計上，能提升接入網(wǎng)容量的大芯數(shù)光纜成為大勢所趨。 接入網(wǎng)的這些所有因素都對光纜的抗彎性帶來挑戰(zhàn)。光纜接入空間狹小的機房或接頭盒時會承受更小的彎曲半徑。而架空的光纜則需應(yīng)對靈活性的鋪設(shè)以及生命周期中的高低溫變化。為減少因彎曲造成的信號丟失和為架空光纜的彎曲性能及抗低溫性能，抗彎的G.657.A1光纖已經(jīng)被用于接入網(wǎng)。另一方面，小直徑、大芯數(shù)光纜，會對內(nèi)部光纖產(chǎn)生微彎應(yīng)力，造成光信號損耗。所以，抗彎性改善的光纖被用于這些小直徑、大芯數(shù)的網(wǎng)絡(luò)接入光纜中，有助于光信號損耗的改善。 正如電信行業(yè)遍布了令人興奮不已的千機萬變和為消費者推出的各種新設(shè)備，電信運營商的世界也充滿了富有挑戰(zhàn)性的變革和新的網(wǎng)絡(luò)容量升級要求——所有這一切都需要通過低投資和低成本維護以保證良好的網(wǎng)絡(luò)投資回報率。因此，全世界的運營商正在鋪設(shè)光傳輸網(wǎng)，通過OTN網(wǎng)絡(luò)的良好互通性，建設(shè)一個低成本高效率的匯聚長途干線，城域和接入的通信網(wǎng)。 現(xiàn)在，這些運營商可以從他們的光纖基礎(chǔ)設(shè)施進一步受益，因為人們已不再需要在彎曲損耗改進和先進的低損耗性能之間做選擇。現(xiàn)在，這兩項功能在一根光纖里就可實現(xiàn)。這種光纖簡化了成纜設(shè)計，降低成本、增加容量將適應(yīng)于未來長途干線、城域和接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
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日期：2013/9/16 |
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