隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，流量需求呈爆炸式增長，對光傳輸網(wǎng)提出了新的要求。目前國內(nèi)外運營商均已開展相應(yīng)的400G技術(shù)研究及測試。

G.654.E光纖成為業(yè)界熱點

主流400G技術(shù)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(shù)，成為業(yè)內(nèi)研究和應(yīng)用的熱點。

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

ITU-T G.654標(biāo)準上一版本發(fā)布于2012年，共包含A、B、C和D四個子類，主要區(qū)別在于MFD范圍和宏彎性能上。在G.654最新版本修訂中，針對陸地高速相干傳送系統(tǒng)應(yīng)用，增加了E子類。

G.654.E光纖標(biāo)準主要修訂內(nèi)容

在2016年9月ITU-T SG15全會上，G.654標(biāo)準修訂完成并通過，標(biāo)志著應(yīng)用于陸地高速傳送系統(tǒng)的G.654.E光纖正式完成標(biāo)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(shù)和衰減系數(shù)等特性進行了規(guī)定。

• 模場直徑（MFD）與有效面積

G.654.E光纖在1550nm區(qū)的MFD范圍為11.5um～12.5um，相應(yīng)的有效面積范圍從110um2到130um2，相比現(xiàn)有G.654.B子類（9.5um～13um），縮嚴了MFD標(biāo)稱值范圍，但容差仍然保持為±0.7um。

從中國聯(lián)通開展的現(xiàn)網(wǎng)試點來看，目前主要光纖廠家提供的G.654光纖指標(biāo)均分布于該標(biāo)準范圍內(nèi)；但是從現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用部署出發(fā)，太寬泛的MFD標(biāo)稱值和容差范圍，可能會導(dǎo)致接續(xù)損耗較大等問題，并不利于應(yīng)用推廣，后續(xù)需要在G.654.E光纖生產(chǎn)制造工藝逐步成熟完善后，進一步縮嚴標(biāo)準指標(biāo)。

• 宏彎損耗特性

陸地應(yīng)用工作環(huán)境復(fù)雜，溫度和氣候等復(fù)雜多變，外部環(huán)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(yōu)于海底應(yīng)用的G.654光纖。

因此針對G.654.E子類，其標(biāo)準要求在100圈30mm半徑打環(huán)時，在1625nm處的最大附加衰減應(yīng)不超過0.1dB，要遠優(yōu)于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(dǎo)致陸地應(yīng)用彎曲性能劣化的顧慮。

在中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點工廠測試中，基于ITU規(guī)范的測試方法，分別測試了1550nm和1625nm處的宏彎損耗，可發(fā)現(xiàn)附加衰減基本都小于0.1dB，其中81.8%要小于0.05dB。

• 色散參數(shù)

由于G.654光纖主要工作波長區(qū)域在1530nm～1625nm，因此針對該波長區(qū)規(guī)范了色散和色散斜率的范圍，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(lián)通哈密-巴里坤試點中鏈路色散測試結(jié)果來看，色散參數(shù)指標(biāo)均滿足標(biāo)準要求，如圖所示。

圖鏈路色散測試結(jié)果

• 衰減系數(shù)

標(biāo)準中并未規(guī)范光纖衰減系數(shù)，只給出了光纜衰減參數(shù)，要求在1550nm處不高于0.23dB/km。在標(biāo)準的附錄I陸地傳輸系統(tǒng)光纖鏈路指標(biāo)中，鏈路衰減系數(shù)并未給出。但是正文中明確指出在1550nm區(qū)域，可以實現(xiàn)0.15dB/km到0.19dB/km的光纖衰減系數(shù)，其中最低衰減系數(shù)取決于制造工藝、光纖材料與設(shè)計以及光纜設(shè)計。

從中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點工廠測試結(jié)果來看，成纜后的光纜盤衰減系數(shù)，最大值為0.202dB/km，其中97.7%均小于0.19 dB/km，部分可到0.16 dB/km。

G.654.E關(guān)鍵指標(biāo)與G.652.D比較

G.654.E子類將主要用于干線長距離傳輸應(yīng)用場景，與現(xiàn)有G.652.D在干線應(yīng)用場景相同。現(xiàn)將兩種光纖關(guān)鍵指標(biāo)對比如表所示。

表 G.652.D與G.654.E關(guān)鍵指標(biāo)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(biāo)，色散略大于G.652.D，有效面積增加了40%～60%，衰減系數(shù)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(yīng)，提升最佳入纖光功率，從而延長傳輸距離。而色散參數(shù)的增加，在高色散容限相干傳送系統(tǒng)中并不會增加系統(tǒng)負擔(dān)。

后續(xù)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(lián)通介紹G.654光纖陸地應(yīng)用試點外，OFS和藤倉等單位也介紹了G.654光纖相關(guān)報告，內(nèi)容包括G.654.E的接續(xù)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(yīng)用情況。這表明G.654.E光纖陸地應(yīng)用在業(yè)內(nèi)已經(jīng)引起較大關(guān)注，業(yè)界也在不同地區(qū)，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(tǒng)中，基于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(shè)方式。

在ITU-T完成G.654.E標(biāo)準修訂后，國內(nèi)也將盡快啟動CCSA行業(yè)標(biāo)準和國家標(biāo)準的制定、修定工作，將在ITU標(biāo)準基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)實際應(yīng)用需求以及中國聯(lián)通正在山東濟南-青島開展的現(xiàn)網(wǎng)400G測試，完成滿足國內(nèi)應(yīng)用需求的國內(nèi)標(biāo)準制定。

作者簡介

沈世奎 工學(xué)博士，高級工程師，畢業(yè)于北京理工大學(xué)，就職于中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，研究方向為高速光傳送網(wǎng)、光纖光纜和高速光接入等。

王光全 教授級高級工程師，現(xiàn)任中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究部主任，西安交通大學(xué)兼職教授；主要專業(yè)領(lǐng)域為光傳輸網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)和寬帶通信網(wǎng)絡(luò)等。

記者觀察：

目前我國已經(jīng)部署了全球規(guī)模最大的100G網(wǎng)絡(luò)，隨著用戶對流量、寬帶需求激增，400G已經(jīng)被提上日程。在400G時代，色散已不是光纖最關(guān)注的參數(shù)，而是對衰減和非線性要求更高，現(xiàn)有光纖（G.652和G.655）無法滿足400G長距離傳輸系統(tǒng)的要求，而大有效面積光纖可以延長傳輸距離并明顯提升系統(tǒng)傳輸性能，G.654.E光纖成為400G超高速骨干傳送網(wǎng)的重要選擇。

我國三大運營商均對G.654.E光纖表現(xiàn)出濃厚興趣，中國聯(lián)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(yīng)用工程項目在新疆哈密-巴里坤和山東濟南-青島分別通過了中國聯(lián)通的驗收，標(biāo)志著中國聯(lián)通G.654.E光纜試驗取得初步成功。目前國內(nèi)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(fā)G.654.E光纖。

G.654.E光纖標(biāo)準的制定將指導(dǎo)光纖光纜廠商在技術(shù)研發(fā)時，對產(chǎn)品進行嚴格要求；對于運營商而言，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(lián)通正在山東進行400G系統(tǒng)中引入G.654.E光纖的后續(xù)測試，中國聯(lián)通的此項測試工作也將加速G.654.E光纖的商用步伐。（通信世界 刁興玲）

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