G.654.E新型光纖——骨干光纖高速傳輸首選
2018年中國電信啟動(dòng)上海-廣州G.654E光纖骨干光纜工程，2021年竣工，全長(zhǎng)大約2000公里，采用全G.654E，130um2大有效面積光纖。同時(shí)，中國電信利用該條新建光纜完成了國內(nèi)首次在G.654E光纜上的400Gb/s超長(zhǎng)距WDM傳輸商用設(shè)備現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了超過1900公里的無電中繼傳輸。
中國移動(dòng)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師李允博指出，2020年400G+線路側(cè)將迅速增長(zhǎng)，主要驅(qū)動(dòng)來自網(wǎng)絡(luò)提速以及數(shù)據(jù)中心互聯(lián)應(yīng)用。與此同時(shí)，未來2~3年，市場(chǎng)對(duì)于超100G網(wǎng)絡(luò)的部署需要逐步超過100G，超100G網(wǎng)絡(luò)占據(jù)整體市場(chǎng)份額將超過60%，并且400G+將成為超100G網(wǎng)絡(luò)的主流應(yīng)用。從超高速傳輸技術(shù)發(fā)展來看，兼具低非線性效應(yīng)（大有效面積）和低衰減系數(shù)的G.654.E光纖是200G、400G及未來Tbit/s超高速傳輸技術(shù)的首選光纖。
G.654.E光纖屬于新型截止波長(zhǎng)位移單模光纖，符合G.654.E標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)由國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部（ITU-T）于2016年11月發(fā)布，是ITU-T G.654《截止波長(zhǎng)位移單模光纖光纜的特性》的最新版。該標(biāo)準(zhǔn)自1988年發(fā)布以來，歷經(jīng)多次修訂，其中包括G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D，主要應(yīng)用于海纜通信系統(tǒng)。 同G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D光纖一樣，G.654.E光纖具備超低損耗、大有效面積的特點(diǎn)。除此之外，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于工作溫度、宏彎損耗等方面。具體說來，前面四類光纖主要應(yīng)用于溫度恒定在-1℃~2℃之間的海洋環(huán)境，而G.654.E光纖適用于陸上網(wǎng)絡(luò)，環(huán)境溫度可從-65℃變化至85℃。此外，G.654.E光纖可抵抗各類應(yīng)力，具備極佳的抗彎性能，以應(yīng)對(duì)陸地復(fù)雜環(huán)境中的環(huán)境壓力、彎曲應(yīng)力、機(jī)械沖擊等。根據(jù)上述特點(diǎn)，G.654.E光纖尤其適用于陸上長(zhǎng)距離高速傳輸網(wǎng)絡(luò)，而非跨洋應(yīng)用。下表顯示了G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D、G.654.E標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖光纜特性差異。
G.654.E光纖提高光信噪比值
光信噪比（OSNR）是影響光傳輸質(zhì)量的重要參數(shù)之一。由于G.654.E光纖具有極小的宏彎衰減和大有效面積兩個(gè)關(guān)鍵特性，能夠有效保持纖芯中的光功率，并使其更為分散地傳播，從而緩解光信噪比隨傳輸距離的降低，延長(zhǎng)高速率傳輸距離。此處使用品質(zhì)因子（FOM）方法來比較G.654.E和其他陸上長(zhǎng)距離傳輸光纖的傳輸性能。如圖1所示，Y軸上FOM是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)G.654.D光纖的Q-因子增量（用于快速表征光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)），可將該因數(shù)理解為傳輸距離的增加。1分貝優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)25%的距離增量，2分貝優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)60%的距離增量，3分貝優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)100%的距離增量。由圖可知，與其他長(zhǎng)距離傳輸光纖相比，G.654.E光纖可提供最佳傳輸性能，為升級(jí)到更高速率創(chuàng)造更大的空間。
G.654.E光纖延長(zhǎng)無電中繼傳輸距離
長(zhǎng)距離高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)在延長(zhǎng)無電中繼傳輸距離方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。G.654.E光纖增加了纖芯尺寸，由此實(shí)現(xiàn)大有效面積，使得光纖可以傳輸更高的光功率。因此，與常規(guī)G.652光纖相比，該光纖可將光傳輸距離延長(zhǎng)70%-100%。經(jīng)證明，G.654.E光纖可將無電中繼傳輸距離擴(kuò)展至900公里以上，減少中繼站設(shè)置?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，G.654.E單模光纖與摻鉺光纖放大器(EDFA)和后向分布式拉曼放大器(DRA)結(jié)合使用，可以實(shí)現(xiàn)2000公里的400G波分復(fù)用傳輸。
G.654.E光纖降低網(wǎng)絡(luò)部署成本
與常規(guī)G.652光纖相比，G.654.E光纖因其自身價(jià)格較高，理論上會(huì)增加光纖成本。然而，與在高速光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中部署G.652光纖相比，這一成本微不足道。由于G.652光纖的無電中繼傳輸距離較短，網(wǎng)絡(luò)部署中需要設(shè)置更多數(shù)量的光傳輸中繼站，由此增加總成本，而適用于長(zhǎng)傳輸距離的G.654.E光纖則可以有效減少中繼站的總數(shù)和成本。
超低損耗、大有效面積G.654.E光纖可顯著提高100G、200G、400G及更高速率的傳輸性能。未來幾年，隨著數(shù)據(jù)中心互聯(lián)(DCI)、城域網(wǎng)和其他長(zhǎng)距離光纖網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)大規(guī)模部署，新型G.654.E光纖將有望獲取更大的應(yīng)用市場(chǎng)。
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