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ITU-T G.654.E光纤标准化完成 产业界准备好了吗?

发布时间:2016-11-07 点击数:378
随着互联网和移动互联网的发展,流量需求呈爆炸式增长,对光传输网提出了新的要求。目前国内外运营商均已开展相应的400G技术研究及测试。

G.654.E光纤成为业界热点

主流400G技术存在无电中继距离受限的难题,为了解决这一问题,兼具大有效面积和低损耗特性的新型光纤技术,成为业内研究和应用的热点。

ITU-T自2013年7月开始讨论这种适用于陆地传输系统的G.654光纤(G.654.E),可以在保持与现有陆地应用单模光纤基本性能一致前提下,增大光纤有效面积,同时降低光纤衰减系数,从而提升400G传输性能。

ITU-TG.654标准上一版本发布于2012年,共包含A、B、C和D四个子类,主要区别在于MFD范围和宏弯性能上。在G.654最新版本修订中,针对陆地高速相干传送系统应用,增加了E子类。

G.654.E光纤标准主要修订内容

在2016年9月ITU-TSG15全会上,G.654标准修订完成并通过,标志着应用于陆地高速传送系统的G.654.E光纤正式完成标准化工作。此次会议主要针对G.654.E光纤的模场直径(MFD)与有效面积、宏弯损耗特性、色散参数和衰减系数等特性进行了规定。

模场直径(MFD)与有效面积

G.654.E光纤在1550nm区的MFD范围为11.5um~12.5um,相应的有效面积范围从110um2到130um2,相比现有G.654.B子类(9.5um~13um),缩严了MFD标称值范围,但容差仍然保持为±0.7um。

从中国联通开展的现网试点来看,目前主要光纤厂家提供的G.654光纤指标均分布于该标准范围内;但是从现网应用部署出发,太宽泛的MFD标称值和容差范围,可能会导致接续损耗较大等问题,并不利于应用推广,后续需要在G.654.E光纤生产制造工艺逐步成熟完善后,进一步缩严标准指标。

宏弯损耗特性

陆地应用工作环境复杂,温度和气候等复杂多变,外部环境对光纤性能影响较大;因此G.654.E光纤弯曲性能尤为重要,需要远优于海底应用的G.654光纤。

因此针对G.654.E子类,其标准要求在100圈30mm半径打环时,在1625nm处的最大附加衰减应不超过0.1dB,要远优于G.654.B子类(0.5dB)和G.654.D子类(2dB),达到与G.652.D完全相同的弯曲性能,以打消有效面积增大可能导致陆地应用弯曲性能劣化的顾虑。

在中国联通现网试点工厂测试中,基于ITU规范的测试方法,分别测试了1550nm和1625nm处的宏弯损耗,可发现附加衰减基本都小于0.1dB,其中81.8%要小于0.05dB。

色散参数

由于G.654光纤主要工作波长区域在1530nm~1625nm,因此针对该波长区规范了色散和色散斜率的范围,其中在1550nm处,色散最大值Dmax为23ps/(nm·km),最小值Dmin为18ps/(nm·km),色散斜率最大值Smax为0.07ps/(nm2·km),最小Smin为0.05ps/(nm2·km),其它波长处的色散值需满足如下公式:



从中国联通哈密-巴里坤试点中链路色散测试结果来看,色散参数指标均满足标准要求,如图所示。



图链路色散测试结果

衰减系数

标准中并未规范光纤衰减系数,只给出了光缆衰减参数,要求在1550nm处不高于0.23dB/km。在标准的附录I陆地传输系统光纤链路指标中,链路衰减系数并未给出。但是正文中明确指出在1550nm区域,可以实现0.15dB/km到0.19dB/km的光纤衰减系数,其中最低衰减系数取决于制造工艺、光纤材料与设计以及光缆设计。

从中国联通现网试点工厂测试结果来看,成缆后的光缆盘衰减系数,最大值为0.202dB/km,其中97.7%均小于0.19dB/km,部分可到0.16dB/km。

G.654.E关键指标与G.652.D比较

G.654.E子类将主要用于干线长距离传输应用场景,与现有G.652.D在干线应用场景相同。现将两种光纤关键指标对比如表所示。

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表G.652.D与G.654.E关键指标比较

从表中可以看出,G.654.E具有相同的宏弯和偏振模色散指标,色散略大于G.652.D,有效面积增加了40%~60%,衰减系数趋势相同,均是在逐步降低。通过有效面积的增加,进一步降低光纤非线性效应,提升最佳入纤光功率,从而延长传输距离。而色散参数的增加,在高色散容限相干传送系统中并不会增加系统负担。

后续工作

在2016年10月召开的第65届国际线缆大会(IWCS)上,除中国联通介绍G.654光纤陆地应用试点外,OFS和藤仓等单位也介绍了G.654光纤相关报告,内容包括G.654.E的接续性能、弯曲性能以及松套层绞式光缆成缆和带状骨架式光缆成缆性能验证等。同时在会场上也有专家介绍了国外运营商和ISP对G.654.E光纤的应用情况。这表明G.654.E光纤陆地应用在业内已经引起较大关注,业界也在不同地区,针对不同光缆类型(松套层绞式和带状骨架式等)开展验证工作。未来,在400G系统中,基于G.654.E与G.652.D光纤的混合光缆将是一种较为常用的建设方式。

在ITU-T完成G.654.E标准修订后,国内也将尽快启动CCSA行业标准和国家标准的制定、修定工作,将在ITU标准基础上,结合国内实际应用需求以及中国联通正在山东济南-青岛开展的现网400G测试,完成满足国内应用需求的国内标准制定。

记者观察:

目前我国已经部署了全球规模最大的100G网络,随着用户对流量、宽带需求激增,400G已经被提上日程。在400G时代,色散已不是光纤最关注的参数,而是对衰减和非线性要求更高,现有光纤(G.652和G.655)无法满足400G长距离传输系统的要求,而大有效面积光纤可以延长传输距离并明显提升系统传输性能,G.654.E光纤成为400G超高速骨干传送网的重要选择。

我国三大运营商均对G.654.E光纤表现出浓厚兴趣,中国联通更是G.654.E光纤引入的先行者,此前全球运营商首个新型“大有效面积光纤”(G.654.E)光缆陆地应用工程项目在新疆哈密-巴里坤和山东济南-青岛分别通过了中国联通的验收,标志着中国联通G.654.E光缆试验取得初步成功。目前国内长飞、烽火、亨通和中天,国外康宁、住友、OFS和藤仓等公司都正在积极研发G.654.E光纤。

G.654.E光纤标准的制定将指导光纤光缆厂商在技术研发时,对产品进行严格要求;对于运营商而言,也将加快运营商对G.654.E光纤的引入速度。尤为值得一提的是,中国联通正在山东进行400G系统中引入G.654.E光纤的后续测试,中国联通的此项测试工作也将加速G.654.E光纤的商用步伐。
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