全波光纤的发展历程
随着我国信息技术的飞速发展,作为信息主要载体的光纤的需求量也越来越大。在过去几年里,国内光纤用量的年增长率达到 15%~20%。G.652单模光纤的技术也得到了进步,特别是打开了“第 5窗口”,拓展了单模光纤的工作波长范围,从 1260nm到 1625nm波长都可以使用,即全波光纤,也称为 G.652C和 G.652D。
1998年美国朗讯(现在 OFS)公司首先推出的这种新型单模光纤。它是采用一种新的生产制造技术,尽可能地消除 OH离子 1383nm附近处的“水吸收峰”,使光纤损耗完全由玻璃的本征损耗决定(如图 1),在 1280~1625nm的全部波长范围内都可以用于光通信。
2000年 9月,在世界电信标准大会(WTSA)上,ITU-T建议将其放在 G.652光纤中,称作 G.652C光纤,并纳入 G.652-2000版本中。IEC 60793-2也将该种光纤纳入其单模光纤的产品范围,称为 B1.3类光纤。2003年 1月,ITU又在 G.652系列中增加了另一种低水峰光纤―G.652D。
全波光纤的优势
全波光纤的出现使多种光通信业务有了更大的灵活性。由于有很宽的带宽可供通信之用,我们就可将全波光纤的波带划分成不同通信业务段而分别使用。可以预见,未来中小城市城域网的建设,将会大量采用这种全波光纤。人类追求高速、宽带通信网络的欲望是永无止境的,在目前带宽需求成指数增长的情况下,全波光纤正越来越受到业界的关注,它的诸多优点已被通信业界广泛接受。
1)可用波长范围增加 100nm,使光纤可以从 1260nm 到 1625nm 的完整传输波段,全部可用波长范围从大约 200nm 增加到 300nm,可复用的波长数大大增加;2)由于上述波长范围内,光纤的色散仅为 1550nm 波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输。例如在 1400nm 波长附近,10Gbps 速率的信号可以传输 200 公里而无需色散补偿。
3)可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输,改进网络管理。例如可以在1310nm 波长区传输模拟图像信号,在 1350~1450 波长区传输高速信号(高达 10Gbps),在 1450nm 以上波长区传输其他信号。
4)可用波长范围大大扩展后,允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降,这就降低了整个系统的成本。例如,通过增加波长间隔,网络可以使用较便宜的无制冷直接调制激光器,避免了昂贵的外调制激光器;对于薄膜滤波器而言,波长间隔从 100GHz 增加到200GHz 后,滤波器成本可以降低 50%,波长间隔进一步增加到 400GHz,滤波器成本降低70%左右。
全波光纤的应用
全波光纤的出现,使水峰处的损耗由原来的2dB/km降到0.31dB/km以下,使光纤的损耗在1310nm-1600nm波长范围内都趋于平坦,据 估计,这项技术可以使光纤可利用的波长增加100nm左右,相当于125个波长通道(100GHz通道间隔)。因此,全波光纤为城域光纤网的建设提供了一 个较好的方案,因为城域网通信距离一般不超过80km,沿途分/插设备多,不必追求很小的光纤衰减,也很少需要光纤放大器,另外,由于全波光纤最适用于粗波分复用(CWDM),可提供较高的带宽,同时由于其20nm左右的信道间隔,放宽了对滤波器和激光器稳定性的要求,从而大大降低了成本。再者,全波光纤的出现,使利用单一光纤实现多种通信业务有了更大的灵活性,例如,可以在同一根光纤上同时开通,用于第二波段的波分复用(WDM)模拟视频,在1350-1450nm波段上的高比特(10Gbit/s)数据传输(该波段上光纤色散很小),以及高于1450nm波段上的2.5Gbit/s的密集波分复用(DWDM)的数据传输。因此可以预见,未来中小城市城域网的建设会大量采用这种光纤。全波光纤的工艺简述
1 VAD制作无水峰光纤
VAD制作全波光纤的过程如下:
1) VAD法制作芯棒(内包层 D/芯层直径<7.5)
2) 芯棒在氯气气氛中脱水(1200℃)
3) 芯棒在氦气气氛中烧结(1500℃)
4) 延伸芯棒(氢氧焰为热源)
5) 等离子火焰蚀洗除去 OH 污染层
6) 在芯棒外面套低 OH 含量的套管
7) 光纤拉丝
2 OVD制作无水峰光纤
OVD制作全波光纤的过程如下:
1) OVD法制作芯棒及抽芯
2) 芯棒的脱水和烧结
3) 延伸芯棒
4) 在芯棒外沉积外包层
5) 光纤拉丝