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低损耗光纤发明50周年,康宁带来海底光纤新技术

时间:2020-09-23 15:25:12

作为中国光通信行业瞩目的年度盛会,2020中国光网络研讨会(OptiNet) 8月26日-27日在北京举行。虽然受疫情影响,大会延期了两个月举行,但此次行业盛会影响力不减,行业大咖齐聚,大家围绕下一代全光网建设的热点问题,包括下一代骨干网,数据中心互连,宽带接入以及5G等行业热点话题展开研究和讨论。

 

作为中国光网络研讨会的重要组成部分,以“协同创新,光耀未来”为主题的2020年新一代光传送网发展论坛技术研讨会也同期举办。在此次研讨会上,康宁光通信中国高级光纤产品经理陈皓应邀做了“海底通信光纤技术的演进与发展”的技术报告。

 

海底通信市场近几年迎来了建设的高峰,旧的海底光缆的更替和全球数据中心之间带宽需求是海底光缆系统建设的两大驱动因素。为满足日益增长的带宽需求,海底光通信朝着更远的传输距离和更高容量的方向发展,这需要通信设备和光纤技术两个方向的创新来实现。陈皓从光纤技术发展角度和大家分享了康宁在这一领域的持续创新。

40Gb/s及之前的直接检测传输系统中,光纤的色散和偏振模色散是影响海底通信系统传输性能的关键参数。色散管理及色散斜率管理光纤是当时的主要解决方案,即使用正色散和负色散光纤的组合来实现整个跨段较低的色散。100Gb/s相干系统的出现,降低了对光纤色散的要求,光纤技术通过降低衰减和增大有效面积来实现更高的传输性能。跨洋海底光纤的衰减已经降低到0.154dB/km,有效面积可达150um2,与有效面积110um2的光纤相比,系统速率不变时传输距离增加22%,传输距离不变时可容量增加25-50%,可以减少44%的中继器数量,具有更高的性价比。

当下海底光缆系统向更高的容量发展,如单纤容量突破25Tb/s,光缆容量突破400Tb/s。陈皓重点向观众介绍了提升光缆系统总容量的线性空分复用(SDM)方案。在跨洋海底通信系统中,两端馈电系统的功率限制了系统支持的纤芯数量和系统总容量。通过合理分配中继器内放大器的功耗, 优化系统工作在低功耗的线性区域,增加光缆内光纤数和放大器数量,可降低单位比特功耗,有效增加海底光缆系统容量。在SDM海缆系统中,更低的光纤衰减有助于减少中继器数量,低功率系统降低了光纤有效面积的要求。康宁公司Vascade EX2000 光纤具有业界领先的衰减(0.150dB/km),SMF-28 ULL S+是兼顾低衰减和低成本的高性价比SDM光纤方案,两者目前都已应用于SDM海缆系统中。

SDM系统需要在光缆中容纳更多芯数的光纤,陈皓比较了200um小直径光纤,160um小包层光纤及多芯光纤等多种方案,认为小包层光纤易受微弯损耗影响,多芯光纤在放大效率和耦合损耗的部分还需要进一步优化,而200um小直径光纤玻璃部分不变,通过涂层的优化减小光纤直径,有望最早在SDM系统中获得商用。


50周年

今年恰逢康宁发明第一根低损耗光纤50周年,1970年康宁发明的低损耗光纤开启了光纤通信行业的蓬勃发展之路。在此后的50年里,康宁一直致力于光纤的持续创新,开发的新型光纤广泛应用于从海底到桌面的各种场景,同时与业界合作开发创新的光连接方案,帮助客户实现可靠高性价比的光通信网络。



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