ICCSZ訊 隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,流量需求呈爆炸式增長,對(duì)光傳輸網(wǎng)提出了新的要求。目前國內(nèi)外運(yùn)營商均已開展相應(yīng)的400G技術(shù)研究及測試。
G.654.E光纖成為業(yè)界熱點(diǎn)
主流400G技術(shù)存在無電中繼距離受限的難題,為了解決這一問題,兼具大有效面積和低損耗特性的新型光纖技術(shù),成為業(yè)內(nèi)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。
ITU-T自2013年7月開始討論這種適用于陸地傳輸系統(tǒng)的G.654光纖(G.654.E),可以在保持與現(xiàn)有陸地應(yīng)用單模光纖基本性能一致前提下,增大光纖有效面積,同時(shí)降低光纖衰減系數(shù),從而提升400G傳輸性能。
ITU-T G.654標(biāo)準(zhǔn)上一版本發(fā)布于2012年,共包含A、B、C和D四個(gè)子類,主要區(qū)別在于MFD范圍和宏彎性能上。在G.654最新版本修訂中,針對(duì)陸地高速相干傳送系統(tǒng)應(yīng)用,增加了E子類。
G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)主要修訂內(nèi)容
在2016年9月ITU-T SG15全會(huì)上,G.654標(biāo)準(zhǔn)修訂完成并通過,標(biāo)志著應(yīng)用于陸地高速傳送系統(tǒng)的G.654.E光纖正式完成標(biāo)準(zhǔn)化工作。此次會(huì)議主要針對(duì)G.654.E光纖的模場直徑(MFD)與有效面積、宏彎損耗特性、色散參數(shù)和衰減系數(shù)等特性進(jìn)行了規(guī)定。
模場直徑(MFD)與有效面積
G.654.E光纖在1550nm區(qū)的MFD范圍為11.5um~12.5um,相應(yīng)的有效面積范圍從110um2到130um2,相比現(xiàn)有G.654.B子類(9.5um~13um),縮嚴(yán)了MFD標(biāo)稱值范圍,但容差仍然保持為±0.7um。
從中國聯(lián)通開展的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)來看,目前主要光纖廠家提供的G.654光纖指標(biāo)均分布于該標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);但是從現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用部署出發(fā),太寬泛的MFD標(biāo)稱值和容差范圍,可能會(huì)導(dǎo)致接續(xù)損耗較大等問題,并不利于應(yīng)用推廣,后續(xù)需要在G.654.E光纖生產(chǎn)制造工藝逐步成熟完善后,進(jìn)一步縮嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。
宏彎損耗特性
陸地應(yīng)用工作環(huán)境復(fù)雜,溫度和氣候等復(fù)雜多變,外部環(huán)境對(duì)光纖性能影響較大;因此G.654.E光纖彎曲性能尤為重要,需要遠(yuǎn)優(yōu)于海底應(yīng)用的G.654光纖。
因此針對(duì)G.654.E子類,其標(biāo)準(zhǔn)要求在100圈30mm半徑打環(huán)時(shí),在1625nm處的最大附加衰減應(yīng)不超過0.1dB,要遠(yuǎn)優(yōu)于G.654.B子類(0.5dB)和G.654.D子類(2dB),達(dá)到與G.652.D完全相同的彎曲性能,以打消有效面積增大可能導(dǎo)致陸地應(yīng)用彎曲性能劣化的顧慮。
在中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)工廠測試中,基于ITU規(guī)范的測試方法,分別測試了1550nm和1625nm處的宏彎損耗,可發(fā)現(xiàn)附加衰減基本都小于0.1dB,其中81.8%要小于0.05dB。
色散參數(shù)
由于G.654光纖主要工作波長區(qū)域在1530nm~1625nm,因此針對(duì)該波長區(qū)規(guī)范了色散和色散斜率的范圍,其中在1550nm處,色散最大值Dmax為23ps/(nm·km),最小值Dmin為18ps/(nm·km),色散斜率最大值Smax為0.07ps/(nm2·km),最小Smin為0.05ps/(nm2·km),其它波長處的色散值需滿足如下公式:
從中國聯(lián)通哈密-巴里坤試點(diǎn)中鏈路色散測試結(jié)果來看,色散參數(shù)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,如圖所示。
圖 鏈路色散測試結(jié)果
衰減系數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)中并未規(guī)范光纖衰減系數(shù),只給出了光纜衰減參數(shù),要求在1550nm處不高于0.23dB/km。在標(biāo)準(zhǔn)的附錄I陸地傳輸系統(tǒng)光纖鏈路指標(biāo)中,鏈路衰減系數(shù)并未給出。但是正文中明確指出在1550nm區(qū)域,可以實(shí)現(xiàn)0.15dB/km到0.19dB/km的光纖衰減系數(shù),其中最低衰減系數(shù)取決于制造工藝、光纖材料與設(shè)計(jì)以及光纜設(shè)計(jì)。
從中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)工廠測試結(jié)果來看,成纜后的光纜盤衰減系數(shù),最大值為0.202dB/km,其中97.7%均小于0.19 dB/km,部分可到0.16 dB/km。
G.654.E關(guān)鍵指標(biāo)與G.652.D比較
G.654.E子類將主要用于干線長距離傳輸應(yīng)用場景,與現(xiàn)有G.652.D在干線應(yīng)用場景相同?,F(xiàn)將兩種光纖關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)比如表所示。
表 G.652.D與G.654.E關(guān)鍵指標(biāo)比較
從表中可以看出,G.654.E具有相同的宏彎和偏振模色散指標(biāo),色散略大于G.652.D,有效面積增加了40%~60%,衰減系數(shù)趨勢(shì)相同,均是在逐步降低。通過有效面積的增加,進(jìn)一步降低光纖非線性效應(yīng),提升最佳入纖光功率,從而延長傳輸距離。而色散參數(shù)的增加,在高色散容限相干傳送系統(tǒng)中并不會(huì)增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。
后續(xù)工作
在2016年10月召開的第65屆國際線纜大會(huì)(IWCS)上,除中國聯(lián)通介紹G.654光纖陸地應(yīng)用試點(diǎn)外,OFS和藤倉等單位也介紹了G.654光纖相關(guān)報(bào)告,內(nèi)容包括G.654.E的接續(xù)性能、彎曲性能以及松套層絞式光纜成纜和帶狀骨架式光纜成纜性能驗(yàn)證等。同時(shí)在會(huì)場上也有專家介紹了國外運(yùn)營商和ISP對(duì)G.654.E光纖的應(yīng)用情況。這表明G.654.E光纖陸地應(yīng)用在業(yè)內(nèi)已經(jīng)引起較大關(guān)注,業(yè)界也在不同地區(qū),針對(duì)不同光纜類型(松套層絞式和帶狀骨架式等)開展驗(yàn)證工作。未來,在400G系統(tǒng)中,基于G.654.E與G.652.D光纖的混合光纜將是一種較為常用的建設(shè)方式。
在ITU-T完成G.654.E標(biāo)準(zhǔn)修訂后,國內(nèi)也將盡快啟動(dòng)CCSA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)的制定、修定工作,將在ITU標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)實(shí)際應(yīng)用需求以及中國聯(lián)通正在山東濟(jì)南-青島開展的現(xiàn)網(wǎng)400G測試,完成滿足國內(nèi)應(yīng)用需求的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定。
記者觀察
目前我國已經(jīng)部署了全球規(guī)模最大的100G網(wǎng)絡(luò),隨著用戶對(duì)流量、寬帶需求激增,400G已經(jīng)被提上日程。在400G時(shí)代,色散已不是光纖最關(guān)注的參數(shù),而是對(duì)衰減和非線性要求更高,現(xiàn)有光纖(G.652和G.655)無法滿足400G長距離傳輸系統(tǒng)的要求,而大有效面積光纖可以延長傳輸距離并明顯提升系統(tǒng)傳輸性能,G.654.E光纖成為400G超高速骨干傳送網(wǎng)的重要選擇。
我國三大運(yùn)營商均對(duì)G.654.E光纖表現(xiàn)出濃厚興趣,中國聯(lián)通更是G.654.E光纖引入的先行者,此前全球運(yùn)營商首個(gè)新型“大有效面積光纖”(G.654.E)光纜陸地應(yīng)用工程項(xiàng)目在新疆哈密-巴里坤和山東濟(jì)南-青島分別通過了中國聯(lián)通的驗(yàn)收,標(biāo)志著中國聯(lián)通G.654.E光纜試驗(yàn)取得初步成功。目前國內(nèi)長飛、烽火、亨通和中天,國外康寧、住友、OFS和藤倉等公司都正在積極研發(fā)G.654.E光纖。
G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)的制定將指導(dǎo)光纖光纜廠商在技術(shù)研發(fā)時(shí),對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格要求;對(duì)于運(yùn)營商而言,也將加快運(yùn)營商對(duì)G.654.E光纖的引入速度。尤為值得一提的是,中國聯(lián)通正在山東進(jìn)行400G系統(tǒng)中引入G.654.E光纖的后續(xù)測試,中國聯(lián)通的此項(xiàng)測試工作也將加速G.654.E光纖的商用步伐。
作者:中國聯(lián)通網(wǎng)研院 沈世奎 王光全