中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院│沈世奎 王光全

ITU-T G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)化完成商業(yè)部署步伐將加快

中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院│沈世奎 王光全

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(duì)不同光纜類型（松套層絞式和帶狀骨架式等）開(kāi)展驗(yàn)證工作。未來(lái)，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。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，流量需求呈爆炸式增長(zhǎng)，這對(duì)光傳輸網(wǎng)提出了新的要求。目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商均已開(kāi)展相應(yīng)的400G技術(shù)研究及測(cè)試。

G.654.E光纖成為業(yè)界熱點(diǎn)

主流400G技術(shù)存在無(wú)電中繼距離受限的難題，為了解決這一問(wèn)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(diǎn)。

ITU-T自2013年7月開(kāi)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(shí)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(zhǔn)上一版本發(fā)布于2012年，共包含A、B、C和D四個(gè)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(duì)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(zhǔn)主要修訂內(nèi)容

在2016年9月ITU-T SG15全會(huì)上，G.654標(biāo)準(zhǔn)修訂完成并通過(guò)，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(zhǔn)化工作。此次會(huì)議主要針對(duì)G.654.E光纖的模場(chǎng)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(jìn)行了規(guī)定。

● 模場(chǎng)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(yán)了MFD標(biāo)稱值范圍，但容差仍然保持為±0.7um。

從中國(guó)聯(lián)通開(kāi)展的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)來(lái)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(zhǔn)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(huì)導(dǎo)致接續(xù)損耗較大等問(wèn)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(jìn)一步縮嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(yuǎn)優(yōu)于海底應(yīng)用的G.654光纖。

因此針對(duì)G.654.E子類，其標(biāo)準(zhǔn)要求在100圈30mm半徑打環(huán)時(shí)，在1625nm處的最大附加衰減應(yīng)不超過(guò)0.1dB，要遠(yuǎn)優(yōu)于G.654.B子類（0.5dB）和G.654.D子類（2dB），達(dá)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。

圖 鏈路色散測(cè)試結(jié)果

表 G.652.D與G.654.E關(guān)鍵指標(biāo)比較

在中國(guó)聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)工廠測(cè)試中，基于ITU規(guī)范的測(cè)試方法，分別測(cè)試了1550nm和1625nm處的宏彎損耗，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(zhǎng)區(qū)域在1530nm～1625nm，因此針對(duì)該波長(zhǎng)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(zhǎng)處的色散值需滿足如下公式：

從中國(guó)聯(lián)通哈密-巴里坤試點(diǎn)中鏈路色散測(cè)試結(jié)果來(lái)看，色散參數(shù)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如圖所示。

● 衰減系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(shí)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(jì)以及光纜設(shè)計(jì)。

從中國(guó)聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)工廠測(cè)試結(jié)果來(lái)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與G.652.D關(guān)鍵指標(biāo)比較

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

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(shì)相同，均是在逐步降低。通過(guò)有效面積的增加，進(jìn)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(zhǎng)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(huì)增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。

后續(xù)工作

在2016年10月召開(kāi)的第65屆國(guó)際線纜大會(huì)（IWCS）上，除中國(guó)聯(lián)通介紹G.654光纖陸地應(yīng)用試點(diǎn)外，OFS和藤倉(cāng)等單位也介紹了G.654光纖相關(guān)報(bào)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(yàn)證等。同時(shí)在會(huì)場(chǎng)上也有專家介紹了國(guó)外運(yùn)營(yíng)商和ISP對(duì)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(duì)不同光纜類型（松套層絞式和帶狀骨架式等）開(kāi)展驗(yàn)證工作。未來(lái)，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(zhǔn)修訂后，國(guó)內(nèi)也將盡快啟動(dòng)CCSA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定、修定工作，將在ITU標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用需求以及中國(guó)聯(lián)通正在山東濟(jì)南-青島開(kāi)展的現(xiàn)網(wǎng)400G測(cè)試，完成滿足國(guó)內(nèi)應(yīng)用需求的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定。

編輯｜刁興l玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn

沈世奎 工學(xué)博士，高級(jí)工程師，畢業(yè)于北京理工大學(xué)，就職于中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，研究方向?yàn)楦咚俟鈧魉途W(wǎng)、光纖光纜和高速光接入等。

王光全 教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)任中國(guó)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?yàn)楣鈧鬏斁W(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)和寬帶通信網(wǎng)絡(luò)等。