對光纖光纜技術發(fā)展的思考

汪　巖

【摘 要】本文綜述了光纖光纜技術發(fā)展的特點和趨勢,并提出一些思考問題。

【關鍵詞】光纖 光纜 技術 發(fā)展

一、光纖技術發(fā)展的特點

1.網(wǎng)絡的發(fā)展對光纖提出新的要求

(1)擴大單一波長的傳輸容量。目前,單一波長的傳輸容量已達到40 Gbit/s,并進行160 Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD提出一定要求。(2)實現(xiàn)超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想,目前一些公司已采用色散齊理技術,實現(xiàn)2000-5000km的無電中繼傳輸;有的采用拉曼光放大技術,更大地延長光傳輸距離。(3)適應DWDM技術的運用。目前運用32×2.5Gbit/s DWDM系統(tǒng),該系統(tǒng)對光纖的非線性指標提出了更高要求;ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)已完成,對光纖的有效面積提出相應指標,對G.655光纖的非線性特性會有改善。

2.新型光纖產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)

(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖?？祵幑就瞥龅腜ure Mode PM系列新型光纖,利用了偏振傳輸和復合包層,用于10 Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中,很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應用。Alcatel cable推出的Teralight Ultra光纖,已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2 Tbit/s的記錄。一些公司開發(fā)負色散大有效面積的光纖,提高了非線性指標的要求,簡化了色散補償方案,在長距離無再生傳輸和海底光纜長距離通信中效果很好。

(2)用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。在城域網(wǎng)設計中,要考慮簡化設備、降低成本和非波分復用技術應用的可能性。低水峰光纖在1360-1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統(tǒng)被優(yōu)化,增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)設計,要求光纖的水峰低和具有負色散值,可抵消光源光器件的正色散,可組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖,利用它來做色散補償,避免色散補償設計,節(jié)約成本。

(3)用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。隨著局域網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的高速發(fā)展,大量綜合布線系統(tǒng)采用多模光纖代替數(shù)字電纜,多模光纖市場份額逐漸加大。選用多模光纖,是因為局域網(wǎng)傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%-100%,但它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管,價格比激光管便宜,且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值孔徑,易連接與耦合,相應的連接器、耦合器等元器件價格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準,因局域網(wǎng)發(fā)展的需要,它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖,即50/125μm的標準型多模光纖,其芯徑較小、耦合與連接困難一些。針對此問題,有的公司進行了改進,研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖,區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布,將帶寬的正態(tài)分布進行了調(diào)整,以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用。

3.光纜技術發(fā)展的特點

(1)光纜結構使用網(wǎng)絡環(huán)境有明確的光纖類型選擇,如干線網(wǎng)光纖、城域網(wǎng)光纖等,這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件,還有可依據(jù)的細分的標準及指標。(2)光纜結構除考慮光纜使用環(huán)境條件外,與其施工和維護方法有關,必須統(tǒng)一考慮,配套設計。(3)光纜新材料的出現(xiàn),促進了光纜結構改進,如干式阻水料、納米材料、“干纜芯”式、生態(tài)光纜、海底和淺水光纜、微型光纜、全介質自承式光纜、架空地線光纜等的采用,使光纜性能有明顯改進。

二、光纖光纜技術發(fā)展值得思考的問題

1.積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的新技術。1997年以來,國內(nèi)光通信核心技術專利是90件,自主申請的有9件。作為世界第二光纜大國,應該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的技術,作為工作的重中之重,爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。

2.開發(fā)具有先進技術水平、與使用環(huán)境、施工技術相配套的新產(chǎn)品。光纜的結構依賴于使用的環(huán)境條件和施工的具體要求,今后,光纜建設的重點將會隨著接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術會基于,如微型光纜、吹入或漂浮安裝,及迷你型微管或小管系統(tǒng)的全套技術,有一系列新的變化,充分利用有限的敷設空間。目前我國創(chuàng)新的成份太少,在接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)中,多采用一些國產(chǎn)的光電纜產(chǎn)品。

3.利用已有設備和技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數(shù)字業(yè)務提供更好的服務。對于已經(jīng)敷設的銅電纜,只能在現(xiàn)有條件下,利用其特性開通數(shù)字新業(yè)務。現(xiàn)有的HYA電纜,雖然可開通ADSL等一些新業(yè)務,但容量有限,當ADSL數(shù)量增大到一定限度后會出現(xiàn)干擾問題,影響以前開通的業(yè)務。因此,對新敷設的銅電纜,希望能提出一些新的寬帶指標要求,為將來開通更多的新業(yè)務作好準備。

4.改進光纜電纜的施工和維護方法。為適應城市施工的特點,國際上重視不挖溝的方式施工光、電纜,采用小地溝或微地溝技術安裝光纜,對光纜網(wǎng)進行自動監(jiān)測,保證光纜網(wǎng)絡不中斷通信維護,需要開發(fā)相應的元器件、工具和設備。ITU對NH開發(fā)光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器,以及美國提出的1s告警、3min內(nèi)定位的指標,及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標,綜合監(jiān)測等方案都十分重視。為保證光纜網(wǎng)絡工作的可靠性,在施工和維護中降低成本、節(jié)省勞力和時間,推廣新的施工方法,完善光纜網(wǎng)絡的自動監(jiān)測維護系統(tǒng),提高光纜網(wǎng)絡的不中斷維護水平已勢在必行。

5.抓住西部大開發(fā)的大好機遇,發(fā)展光纜電纜技術和產(chǎn)業(yè)。西部大開發(fā)是國家的重大策略,國家制定了有利的政策,政府對發(fā)展通信等行業(yè)給予了大力支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區(qū)。經(jīng)濟大發(fā)展,通信要先行,需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產(chǎn)品來配合發(fā)展的需求。因此,符合條件的產(chǎn)品會大有市場。西電東送、西氣東輸?shù)却笮凸こ绦枰罅康?、高質量的ADSS、OPGW等型式的光纜及各種電纜相配套。光纖光纜和通信電纜的各種技術、產(chǎn)品及成果,都會在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。同時西部現(xiàn)代化建設,對產(chǎn)品提出了許多新的難題,光纖光纜和電纜行業(yè)也會得到更好的改造和創(chuàng)新的機會,促進自身技術水平的提升和發(fā)展。