ITU-T G.654.E光纖標準化完成 產業界準備好了嗎?

2020-11-28 OFweek光電新聞網

　　隨著網際網路和移動網際網路的發展，流量需求呈爆炸式增長，對光傳輸網提出了新的要求。目前國內外運營商均已開展相應的400G技術研究及測試。

　　G.654.E光纖成為業界熱點

　　主流400G技術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，成為業內研究和應用的熱點。

　　ITU-T自2013年7月開始討論這種適用於陸地傳輸系統的G.654光纖(G.654.E)，可以在保持與現有陸地應用單模光纖基本性能一致前提下，增大光纖有效面積，同時降低光纖衰減係數，從而提升400G傳輸性能。

　　ITU-TG.654標準上一版本發布於2012年，共包含A、B、C和D四個子類，主要區別在於MFD範圍和宏彎性能上。在G.654最新版本修訂中，針對陸地高速相干傳送系統應用，增加了E子類。

　　G.654.E光纖標準主要修訂內容

　　在2016年9月ITU-TSG15全會上，G.654標準修訂完成並通過，標誌著應用於陸地高速傳送系統的G.654.E光纖正式完成標準化工作。此次會議主要針對G.654.E光纖的模場直徑(MFD)與有效面積、宏彎損耗特性、色散參數和衰減係數等特性進行了規定。

　　模場直徑(MFD)與有效面積

　　G.654.E光纖在1550nm區的MFD範圍為11.5um～12.5um，相應的有效面積範圍從110um2到130um2，相比現有G.654.B子類(9.5um～13um)，縮嚴了MFD標稱值範圍，但容差仍然保持為±0.7um。

　　從中國聯通開展的現網試點來看，目前主要光纖廠家提供的G.654光纖指標均分布於該標準範圍內;但是從現網應用部署出發，太寬泛的MFD標稱值和容差範圍，可能會導致接續損耗較大等問題，並不利於應用推廣，後續需要在G.654.E光纖生產製造工藝逐步成熟完善後，進一步縮嚴標準指標。

　　宏彎損耗特性

　　陸地應用工作環境複雜，溫度和氣候等複雜多變，外部環境對光纖性能影響較大;因此G.654.E光纖彎曲性能尤為重要，需要遠優於海底應用的G.654光纖。

　　因此針對G.654.E子類，其標準要求在100圈30mm半徑打環時，在1625nm處的最大附加衰減應不超過0.1dB，要遠優於G.654.B子類(0.5dB)和G.654.D子類(2dB)，達到與G.652.D完全相同的彎曲性能，以打消有效面積增大可能導致陸地應用彎曲性能劣化的顧慮。

　　在中國聯通現網試點工廠測試中，基於ITU規範的測試方法，分別測試了1550nm和1625nm處的宏彎損耗，可發現附加衰減基本都小於0.1dB，其中81.8%要小於0.05dB。

　　色散參數

　　由於G.654光纖主要工作波長區域在1530nm～1625nm，因此針對該波長區規範了色散和色散斜率的範圍，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：

　　從中國聯通哈密-巴裡坤試點中鏈路色散測試結果來看，色散參數指標均滿足標準要求，如圖所示。

圖鏈路色散測試結果

　　衰減係數

　　標準中並未規範光纖衰減係數，只給出了光纜衰減參數，要求在1550nm處不高於0.23dB/km。在標準的附錄I陸地傳輸系統光纖鏈路指標中，鏈路衰減係數並未給出。但是正文中明確指出在1550nm區域，可以實現0.15dB/km到0.19dB/km的光纖衰減係數，其中最低衰減係數取決於製造工藝、光纖材料與設計以及光纜設計。

　　從中國聯通現網試點工廠測試結果來看，成纜後的光纜盤衰減係數，最大值為0.202dB/km，其中97.7%均小於0.19dB/km，部分可到0.16dB/km。

　　G.654.E關鍵指標與G.652.D比較

　　G.654.E子類將主要用於幹線長距離傳輸應用場景，與現有G.652.D在幹線應用場景相同。現將兩種光纖關鍵指標對比如表所示。

表G.652.D與G.654.E關鍵指標比較

　　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，色散略大於G.652.D，有效面積增加了40%～60%，衰減係數趨勢相同，均是在逐步降低。通過有效面積的增加，進一步降低光纖非線性效應，提升最佳入纖光功率，從而延長傳輸距離。而色散參數的增加，在高色散容限相干傳送系統中並不會增加系統負擔。

　　後續工作

　　在2016年10月召開的第65屆國際線纜大會(IWCS)上，除中國聯通介紹G.654光纖陸地應用試點外，OFS和藤倉等單位也介紹了G.654光纖相關報告，內容包括G.654.E的接續性能、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證等。同時在會場上也有專家介紹了國外運營商和ISP對G.654.E光纖的應用情況。這表明G.654.E光纖陸地應用在業內已經引起較大關注，業界也在不同地區，針對不同光纜類型(松套層絞式和帶狀骨架式等)開展驗證工作。未來，在400G系統中，基於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方式。

　　在ITU-T完成G.654.E標準修訂後，國內也將儘快啟動CCSA行業標準和國家標準的制定、修定工作，將在ITU標準基礎上，結合國內實際應用需求以及中國聯通正在山東濟南-青島開展的現網400G測試，完成滿足國內應用需求的國內標準制定。

　　記者觀察：

　　目前我國已經部署了全球規模最大的100G網絡，隨著用戶對流量、寬帶需求激增，400G已經被提上日程。在400G時代，色散已不是光纖最關注的參數，而是對衰減和非線性要求更高，現有光纖(G.652和G.655)無法滿足400G長距離傳輸系統的要求，而大有效面積光纖可以延長傳輸距離並明顯提升系統傳輸性能，G.654.E光纖成為400G超高速骨幹傳送網的重要選擇。

　　我國三大運營商均對G.654.E光纖表現出濃厚興趣，中國聯通更是G.654.E光纖引入的先行者，此前全球運營商首個新型「大有效面積光纖」(G.654.E)光纜陸地應用工程項目在新疆哈密-巴裡坤和山東濟南-青島分別通過了中國聯通的驗收，標誌著中國聯通G.654.E光纜試驗取得初步成功。目前國內長飛、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G.654.E光纖。

　　G.654.E光纖標準的制定將指導光纖光纜廠商在技術研發時，對產品進行嚴格要求;對於運營商而言，也將加快運營商對G.654.E光纖的引入速度。尤為值得一提的是，中國聯通正在山東進行400G系統中引入G.654.E光纖的後續測試，中國聯通的此項測試工作也將加速G.654.E光纖的商用步伐。

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    e.g., etc., et al., i.e.    注意拉丁縮寫只在書面語中使用，平常口語是用現代英語詞彙，比如i.e.用that is。讀音既可以用現代詞彙的that is, 也可讀其拉丁文id est。當然更直白的是按字母音讀"Eye eee"。     下面逐一介紹e.g.,etc., et al., i.e., viz.。 1   e.g.
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