G.652光纤各个子类之间有什么差别

1 前言
g.652光纤是最早使用的单模光纤类型,也目前通信网中使用量最大的光纤。无论是长途网、本地网还是接入网,g.652光纤都是绝对的主角,其总体使用量的占比超过95%。
g.652光纤分为a、b、c、d四个子类,那么,各个子类之间有什么区别呢?这得从光纤的衰耗特性和光纤的pmd(偏振模色散)系数说起。
2 光纤的衰耗特性
常规单模光纤的衰耗系数是随波长变化的,如下图所示。由于光纤材料中氢氧根离子的影响,导致光纤在1383nm波长处的衰耗比较大,在图中会显示一个波峰,通常被称为“水峰”。所以,通信系统一般会避开1383nm波长这个区域。
常规单模光纤中从1260nm~1675nm(除去1380nm区域)波长范围都具备良好的衰耗特性,因此,itu-t把单模光纤通信系统划分为o、e、s、c、l、u几个光波段,各波段的波长范围见下图。
在以上几个波段中,除了e波段,其它几个波段都可以用于通信。这本来没什么,但还是有个叫朗讯的公司看不下去了,他们在1998年愣是发明了一种光纤,这种光纤在e波段的衰耗曲线是平坦的,如下图所示。这种光纤在o、e、s、c、l、u光波段都可以用于通信,所以,这种光纤也被称为全波光纤,或低水峰光纤。
3 光纤的pmd系数
光纤是通过拉丝塔拉出来的,就像拉面一样,光纤的截面不是完全规则的圆形,这就导致光信号在单模光纤中传输时,基模所含有的两个相互垂直的偏振模会以不同的速率传播,从而到达光纤另一端时就存在一个时间差,这就是偏振模色散,简称pmd,如下图所示。光纤单位长度上的时间差就称为pmd系数。
当通信速率较低时,pmd还不足以影响系统传输。随着传输速率的提升,pmd则成为影响传输距离的重要因素。pmd系数、传输速率和传输距离的关系见下表。
显然,光纤的pmd系数越小越好,当前国标中pmd系数建议不超过0.2ps/√km,实际光纤产品的pmd系数一般不超过0.1ps/√km。
4 g.652光纤的分类
g.652的各个子类主要从光纤的衰耗特性和pmd参数两个维度来区分的,如下表所示。
5 g.652光纤的应用
pmd系数较大的光纤类型显示不能满足速率越来越高的传输需求,所以,随着光纤制造工艺的提升,g.652a和g.652c也就逐渐被市场淘汰了。
当前市场对g.652b和g.652d光纤均有需求,由于g.652d和g.652b光纤价格相差无几,所以,g.652b光纤的销售占比很低(不足g.652光纤总销量的5%)。
虽然g.652d光纤是全波光纤,但光通信好像本没太多必要用那么多波段。例如,当前的dwdm主要在c波段开80波,多少年来,也没有用到s和l波段;而且,受光纤非线性效应的限制,波分系统中所能承载的波道数是有限的,面向dwdm的应用,全波光纤完全没有必要性。
为了配合全波光纤的使用,itu-t在2002年发布了cwdm标准,将单模光纤的全波段划分成18个波长,每个波长的波道间隔为20nm,如下图所示。
(图片来源自公众号:本地承载网技术支撑)
但由于cwdm与dwdm相比并没有什么优越性,所以,在g.652d光纤和cwdm的标准发布后近20年,e波段也鲜有实际应用。直到近两年,随着采用cwdm技术的无源波分在c-ran(集中式无线接入网)承载中的广泛使用,g.652d光纤的优势才有了充分体现。


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