2018年中國電信啟動上海-廣州G.654E光纖骨干光纜工程，2021年竣工，全長大約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。
中國移動研究院教授級高級工程師李允博指出，2020年400G+線路側(cè)將迅速增長，主要驅(qū)動來自網(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，市場對于超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和其他陸上長距離傳輸光纖的傳輸性能。如圖1所示，Y軸上FOM是相對于標(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)勢對應(yīng)25%的距離增量，2分貝優(yōu)勢對應(yīng)60%的距離增量，3分貝優(yōu)勢對應(yīng)100%的距離增量。由圖可知，與其他長距離傳輸光纖相比，G.654.E光纖可提供最佳傳輸性能，為升級到更高速率創(chuàng)造更大的空間。
G.654.E光纖延長無電中繼傳輸距離
長距離高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)在延長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。
5G拉動光纖需求增長
數(shù)據(jù)顯示：截至2018年底，電信、移動、聯(lián)通固定寬帶用戶分別達(dá)到了1.7億、1.57億、8088萬戶，中國電信占比最高達(dá)37.9％，中國移動占比也達(dá)到35％，其他運(yùn)營企業(yè)4026.3萬戶，約占9％。
據(jù)中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所敖立介紹，中國寬帶發(fā)展的下一步重點(diǎn)工作是：繼續(xù)開展網(wǎng)絡(luò)“提速降費(fèi)”工作，全面提升寬帶網(wǎng)絡(luò)對經(jīng)濟(jì)社會的支撐能力，釋放數(shù)字經(jīng)濟(jì)新動能。具體如下：
一，啟動“雙G雙提，同網(wǎng)同速”行動。繼續(xù)加快光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造和4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋，推動中國固定和移動寬帶網(wǎng)絡(luò)能力雙雙達(dá)到千兆，百兆用戶比例和4G用戶滲透率雙雙大幅提升，農(nóng)村寬帶網(wǎng)絡(luò)與城市網(wǎng)絡(luò)達(dá)到同等水平和能力。
二，推動“網(wǎng)絡(luò)降費(fèi)”。做好建檔立卡貧困戶、中小企業(yè)精準(zhǔn)降費(fèi)，推動答復(fù)降低內(nèi)地與港澳間漫游費(fèi)。
三，加快“5G商用部署”。推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)、試驗(yàn)和安全配套工作，加速產(chǎn)業(yè)鏈成熟，加快5G業(yè)務(wù)應(yīng)用創(chuàng)新。
四，提升用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。加快固定寬帶千兆應(yīng)用推廣，不斷優(yōu)化4G覆蓋，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)間帶寬擴(kuò)容以及網(wǎng)站業(yè)務(wù)支撐能力的全面提升。
因此，從短期來看，三大電信運(yùn)營商仍將繼續(xù)加大固網(wǎng)寬帶建設(shè)，這對光纖的需求也會持續(xù)。
而從中長期來看，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將決定2018年后光纜市場的發(fā)展。因?yàn)?G時(shí)代的到來（5G基站的數(shù)量將會是4G基站的1.5倍、巨量的小微站、海量的物聯(lián)網(wǎng)接入、光纖化室內(nèi)分布以及智慧城市的建設(shè)），將會使接入數(shù)量增加，這就需要更多的光纖接入，包括固定接入和移動接入。
同時(shí)，中國移動設(shè)計(jì)院有線所所長高軍詩也指出：“屬于4G時(shí)代的D－RAN組網(wǎng)模式在5G時(shí)代已經(jīng)不適應(yīng)，無法滿足5G的大規(guī)模超密集天線部署需求。因此，需要新的架構(gòu)C－RAN，而這種組網(wǎng)模式恰恰對光纖需求大。”
據(jù)了解，目前中國移動已經(jīng)完成超過4億家庭接入的光纜預(yù)覆蓋，大規(guī)模家寬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已完成。隨著5G時(shí)代來臨，中國移動也將依托綜合業(yè)務(wù)接入光纜承載5G網(wǎng)絡(luò)。
另外，5G推動著智慧城市、智能汽車、移動物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)進(jìn)入我們的生活，這所有的一切都必須有一個強(qiáng)大且穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)做支撐，光纖光纜作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)，未來需求將持續(xù)旺盛。
5G對光纖性能提出新要求如何更高效管理光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)成為重要命題
不同于4G，5G對光纖各種性能提出新的要求，推動著光纖光纜技術(shù)的不斷更新。
據(jù)長飛光纖首席光纖科學(xué)家Raadjkoermar Matai介紹：光纖技術(shù)在不斷提升，未來光棒直徑將提升至220毫米，拉制光纖長度將超過10000公里；光纖拉制技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)；光纖產(chǎn)品的衰減系數(shù)繼續(xù)降低等。
同時(shí)，隨著光纖資源越來越多，超密集組網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，包括宏站、數(shù)字化室分及小微基站，將帶來巨量的光電線纜資源消耗，尤其是光纖。如何更高效管理成為不可忽視的問題。
據(jù)了解，由于光纖基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)目前還是“啞資源”，受限于無源特性，只能人工進(jìn)行周期性核對盤點(diǎn)，近似“黑盒”的管理效率低下，且極易出錯。同時(shí)，很多運(yùn)營商由于人工管理不當(dāng)使得近30％的光纖資源處于閑置或不可用狀態(tài)，難以滿足智慧城市的發(fā)展要求。
“因此，如何充分有效地利用FTTx大建設(shè)的光纖光纜等基礎(chǔ)設(shè)施資源，將成為運(yùn)營商5G和智慧城市低成本建設(shè)和差異化競爭的利器?！敝袊?lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究部主任王光全說，“雖然，光纖是5G時(shí)代萬物互聯(lián)的最好媒介，但不是萬能的，有些場景下需要結(jié)合WDM等傳送技術(shù)，充分釋放頻譜資源?！?/p>
另外，王光全還指出：5G承載應(yīng)遵循固移融合、多業(yè)務(wù)綜合承載的原則，實(shí)現(xiàn)光纖光纜和局房等基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備的有效資源共享，打造融合統(tǒng)一的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)。
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