通信单模光纤的相关标准介绍与分类
1、概述
光纤是光缆的核心部分,光纤通信技术的发展大大推动了光纤的标准化工作的进程。
目前,主要从事光纤和光缆国际标准化研究的组织是IEC(国际电工技术委员会)和ITU-T(国际电信联盟)。
IEC侧重于光纤光缆生产厂商,主要关注的是产品性能规范和测试方法,而ITU-T则侧重于通信运营商和传输设备制造商,主要关注光纤在通信运营网络中的正确合理使用。
虽然IEC与ITU-T的研究的侧重点不同,但两个组织对光纤传输特性的要求是相同的,他们根据光纤的零色散波长、截止波长等是否产生位移而将单模光纤进行划分。
2、光纤的分类
光纤从传输模式上可分单模光纤和多模光纤两种。
而IEC和ITU-T又根据零色散波长和截止波长是否产生位移将单模光纤划分为6种类型。
其中ITU-T标准将单模光纤分为G.652、G.653、G.654、G.655和G.656等类型,而IEC则将单模光纤分为B1.1、B1.2、B1.3、B2、B4等,两个国际标准中光纤的分类对应关系及主要特征详见下表:
ITU-T与IEC光纤型式对照表
ITU-T分类 IEC分类光纤名称主要特征及应用
G.652A
G.652B B1.1 非色散位移单模光纤零色散波长在1300~1324nm处,最佳工作波长为1310nm,也可用在1550nm波长范围,但1550nm的色散较大,适用于10GBit/s以下中距离传输。
如在1550nm波段长距离传输需要进行色散补偿。
G.654 B1.2 截止波长位移单模光纤零色散波长在1300~1324nm处,截止波长位移至1310nm以上区域,1550nm衰减最低,可达0.18dB/km,主要用于海缆。
1550nm色散大。
G.652C
G.652D B1.3 波长段扩展的非色散位移单模光纤(也称全波光纤或低水峰光纤) 零色散波长在1300~1324nm处,消除了G.652A、B光纤存在的1383nm处的水峰,将工作波长扩展到1360-1530nm,用于城域网全波段CWDM传输。
G.653 B2 色散位移单模光纤为在1550nm波长进行传输而优化的光纤,为解决1550nm色散大而将零色散波长移至1550nm附近,1550nm衰减小,适用于C波段长距离单通道传输。
但当采用波分复用传输时会产生非线性效应。
/ B3 色散平坦光纤在1310-1550nm波长区具有小的色散系数。
G.655A
G.655B
G.655C B4 非零色散位移单模光纤为在1550nm波长区进行多信道传输而优化的光纤。
使1550nm波长上有一定的色散值,可抑制四波混频等非线性效应,适用于C、L波段长距离DWDM传输。
G.656 / 宽带传输用非零色散位移单模光纤为在1460-1625nm波长区进行多信道传输而优化的光纤。
其非零色散波长区域在1460-1625nm,光缆截止波长不大于1450nm,可在更宽的传输波段上(S、L和L共3个波段)应用DWDM和CWDM传输技术。
/ B5 色散补偿光纤在1550nm波长具有大的负色散值,可对G.652光纤进行色散补偿,实现G.652光纤在C波段长距离、大容量传输。
3、各类常用单模光纤的性能
3.1 非色散位移单模光纤(G.652光纤)
为了符合通信系统对传输性能的要求,ITU-T将G.652光纤细分为G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四个子类。
G.652A和G.652B光纤也称常规单模光纤,是目前应用最广泛的光纤。
其最佳工作波长是1310nm区域,也可使用1550nm区域,但由于该区域色散很大,传输距离被限制在70-80km左右,如果需要在1550nm区域进行10Gbit/s以上速率的长距离传输时,需要进行色散补偿。
G.652A和G.652B光纤的区别是:G.652A光纤支持2.5Gbit/s的单通道SDH传输系统及10Gbit/s以太网系统;G.652B光纤则可应用于10的单通道SDH 传输系统及40Gbit/s以太网系统,另外,G.652B光纤的偏振模色散系数规定要比G.652A光纤的严格许多,更加适合长距离的传输。
G.652C和G.652D光纤是分别在G.652A、B的基础上,通过改进工艺,消除了1383nm处的水吸收峰,使得1350-1450nm区域的衰减大大降低,将工作波长扩展为1280-1625nm,全部可用波段比常规单模光纤增加了一半以上。
所以G.652C、D光纤称为波长段扩展单模光纤,也称全波光纤或低水峰光纤。
该光纤完全能够满足城域网大容量、高密集波分复用技术发展的需求。
除了扩展了工作波长区域以外,G.652C的其他属性与G.652A光纤基本相同,而G.652D光纤的其他属性也与G.652B光纤基本相同,G.652D光纤的偏振模色散系数也比G.652C光纤严格很多,更加适合长距离的传输。
目前在我国通信系统中最常使用的是G.652B和G.652D光纤,有些专业光纤生产厂家也已经将G.652A、B、C光纤淘汰,只生产G.652D光纤。
3.2 非零色散位移单模光纤(G.655光纤)
G.655光纤的出现,目的是想有效利用衰减较小的1550nm工作波长。
为了改善G.652光纤在1550nm波段的大色散系数,将零色散波长位移,使1550nm波长区域具有合理的低色散,既可以支持远距离传输,同时又利用低色散值来有效抑制四波混频等非线性效应的影响,更适用于密集波分复用系统的应用。
由于这种光纤在1550nm波长下并不是零色散,所以也称为“非零色散位移单模光纤”。
ITU-T根据对光纤1625nm波段的要求和PMD值的要求,将G.655光纤划分为G.655A、G.655B和G.655C三个子类。
G.655A光纤只规定了C波段的特性,而G.655B和G.655C规定了1625nm处的衰减,同时增加了L 波段的色散要求,增加了最大值同最小值间的差值,因此G.655A主要用于C波段而其它两种可用于L波段。
G.655B和G.655C光纤的基本要求均相同,但G.655C光纤对光缆的PMD链路设计值要求更严格,所以G.655C 光纤具有更长的传输距离。
3.3宽带传输用非零色散位移单模光纤(G.656光纤)
G.656光纤是近几年新研制的用于DWDM和CWDM系统的更大带宽的非零色散位移单模光纤。
与G.655光纤相比,具有更宽的工作波长(1460-1625nm)和更优化的色散值,是一种更适合于未来光通信网络发展需要的光纤,但目前还未进入商用阶段。
G.653和G.654光纤由于在现代传输中存在的缺陷或制造上的困难,几乎不在国内使用,所以在此就不做详细的介绍了。