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摘要：回顧了光纖的發(fā)展歷程及國內(nèi)外光纖生產(chǎn)與應(yīng)用情況，最后闡述了當(dāng)前國際的光纖前沿技術(shù)。
0 前言
自從1966年高錕博士提出了光纖通信新設(shè)想以來，光纖通信獲得了飛速發(fā)展：光纖通信業(yè)務(wù)從最初的簡單電話語音業(yè)務(wù)發(fā)展到復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；光纖通信技術(shù)從數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)發(fā)展到圖像視頻傳輸技術(shù)；光纖通信系統(tǒng)從單波長通信系統(tǒng)發(fā)展到密集波分復(fù)用通信系統(tǒng)；光纖通信技術(shù)徹底改變了人類的生活方式，創(chuàng)造了一個(gè)全新的信息社會(huì)和高效融通的國際園地。1989年建成的第一條橫跨太平洋海底光纜通信系統(tǒng)拉開了海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)序幕，促進(jìn)了全球通信網(wǎng)的建設(shè)與飛速發(fā)展，迅速拉近了人類的空間距離，地球也從此變成了宇宙中一個(gè)較小的“地球村”。
1 單模光纖種類與發(fā)展進(jìn)程
光纖是光纖通信的基礎(chǔ)與核心傳輸媒質(zhì)，光纖技術(shù)繼續(xù)與呈指數(shù)趨勢增長的系統(tǒng)容量需求同步發(fā)展。按照ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，單模光纖從最初的G.652光纖發(fā)展到今天的G.657光纖，表1展示了單模光纖的種類與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進(jìn)程。
圖1 ITU-T單模光纖標(biāo)準(zhǔn)種類與標(biāo)準(zhǔn)一覽表
表1中的單模光纖，G.653、G.654、G.656 3類光纖在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中基本不使用，G.655單模光纖有少量使用。G.652 D單模光纖是當(dāng)前光纖通信網(wǎng)絡(luò)的主流光纖，而G.657單模光纖的應(yīng)用需求呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，下面就這2種光纖進(jìn)行重點(diǎn)闡述。
1.1 G.652單模光纖的發(fā)展
1984年，原CCITT發(fā)布了G.652標(biāo)準(zhǔn)的第一版。20多年來，G.652光纖一直是全球光纖市場的主流產(chǎn)品，甚至被稱為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖或者常規(guī)單模光纖。即使是這種老牌產(chǎn)品，近幾年來也有了很大發(fā)展，其技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是拓展工作波長范圍，針對(duì)MAN、FTTx開發(fā)適用的新型光纖，如低水峰光纖、單-多模復(fù)合光纖、高傳輸功率單模光纖、超低損耗單模光纖等。
1.1.1 低水峰光纖的發(fā)展
1998年，美國朗訊(OFS)公司首先推出了低水峰光纖。繼OFS之后，國內(nèi)外又有多家公司推出了同類產(chǎn)品。低水峰光纖已經(jīng)成為今后光纖發(fā)展的熱點(diǎn)之一。2000年，該光纖被納入ITU-T G.652標(biāo)準(zhǔn)，即G.652 C；在2003年版本中，增加了G.652 D。
2003年3月，美國康寧在宣布以其低水峰光纖(SMF-28e)取代普通單模光纖(SMF-28)作為其標(biāo)準(zhǔn)光纖產(chǎn)品的同時(shí)，也宣布了對(duì)SMF-28e若干項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)的提升。在IWCS-2004會(huì)議上，日本住友報(bào)道了所研制的新型抗彎曲低水峰光纖。該光纖的主要技術(shù)特點(diǎn)是特別抗彎曲：在1625nm可將允許的長期彎曲半徑減小到7.5mm，僅為標(biāo)準(zhǔn)/常規(guī)產(chǎn)品指標(biāo)的1/4；當(dāng)瞬時(shí)彎曲半徑減小到5mm時(shí)，在1625nm引起的彎曲損耗為0.05dB/圈，僅為常規(guī)產(chǎn)品指標(biāo)的1/20。在2005年7月，Draka Comteq’s公司宣布推出適合接入網(wǎng)、分配網(wǎng)應(yīng)用的BendBright光纖。該光纖在1310~1625 nm范圍可將允許的彎曲半徑減小到常規(guī)單模光纖的1/2，為15mm，其他特性不變。可使用更緊湊的連接盒、機(jī)架、接入端機(jī)。該光纖符合ITU-T G.652D標(biāo)準(zhǔn)，與其他常規(guī)單模光纖，包括該公司的ESMF完全相容。在2006年3月6日美國Anaheim舉行的OFC/NFOEC會(huì)議上，OFS介紹了該公司的新型光纖：AllWave FLEX Zero Water Peak(ZWP)single-mode fiber。該光纖是第一款具有出色彎曲特性的零水峰G.652D光纖，是為FTTH、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及其他任何可能遭遇小彎曲直徑的應(yīng)用場合而設(shè)計(jì)制造的。該光纖在1260~1625 nm的全部可用波長范圍內(nèi)保持非常低的彎曲損耗，可以彎成20mm的光纖圈，該圈在1625nm引起的附加損耗<0.5dB，在1550nm引起的附加損耗<0.2dB，比CSMF的彎曲特性好5倍。該光纖的微彎特性也比CSMF的好2倍，因此，有助于改善高應(yīng)力、低溫環(huán)境的光纜性能。
1.1.2 單-多模復(fù)合光纖的發(fā)展
澳大利亞比瑞利和意大利比瑞利公司分別在IWCS-2002會(huì)議上發(fā)表論文，介紹其研制的單-多模復(fù)合光纖以及利用該光纖進(jìn)行的傳輸試驗(yàn)。該新型多用光纖的主要優(yōu)點(diǎn)是：在850nm波長，衰減比各種多模光纖都低，模帶寬比傳統(tǒng)多模光纖的高；系統(tǒng)易于向SMF升級(jí)。該光纖在850nm的最低模帶寬>1000MHz•km；在850nm的衰減系數(shù)典型值為1.8dB/km。長飛公司在2003年介紹了該公司研制的單-多模復(fù)合光纖。通過將匹配包層型單模光纖的SI折射率分布改成GI分布，該新型光纖在850nm的帶寬提高到2056.35MHz•km，在1Gbit/s速率的傳輸距離達(dá)到3km；在10Gbit/s速率的傳輸距離達(dá)到300m。以上光纖仍符合常規(guī)單模光纖標(biāo)準(zhǔn)。
1.1.3 開發(fā)高傳輸功率單模光纖
康寧公司在2004年OFC會(huì)議上推出了一種高傳輸功率單模光纖：NexCor fiber。通過改進(jìn)光纖設(shè)計(jì)，該新型光纖的受激布里淵散射(SBS)閾值與其他G.652光纖相比提高了3dB，從而使可容許的注入功率增大了1倍，其他指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)單模光纖特性。在FTTH網(wǎng)絡(luò)中利用該新型光纖，可擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋的用戶數(shù)目，從而降低了每個(gè)用戶分?jǐn)偟某杀尽?/p>
1.2 G.657單模光纖的發(fā)展
FTTx是推動(dòng)光纖需求的動(dòng)力和光纖市場恢復(fù)強(qiáng)勁的希望，光纖業(yè)界對(duì)FTTx技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用熱情日益高漲。在這種形勢下，ITU-T 第15研究組于2006-10-30—11-10在瑞士日內(nèi)瓦召開了SG15 2005—2008研究期第4次全會(huì)，這次全會(huì)除了對(duì)多項(xiàng)光纖光纜標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂之外，在光纖光纜標(biāo)準(zhǔn)方面最引人注目的成果就是通過了G.657新標(biāo)準(zhǔn)，該新標(biāo)準(zhǔn)為《Characteristics of a Bending Loss Insensitive Single Mode Optical Fibers and Cables for the Access Network》，可見各個(gè)國家都對(duì)FTTx市場充滿信心，并寄予厚望。
2009年11月，ITU-T正式通過了G.657單模光纖標(biāo)準(zhǔn)。G.657分為G.657 A和G.657 B，G.657 A與G.652后向兼容，適用于O、E、S、C和L波段(1260～1625 nm波長范圍)，其傳輸特性和光學(xué)特性的技術(shù)要求同G.652 D相似，主要區(qū)別在于稍小的模場直徑與較好的彎曲損耗特性。G.657 B光纖不強(qiáng)調(diào)其與G.652光纖的兼容性，而是突出其強(qiáng)烈的抗彎曲性能。
