全波光纖

概述

　　由朗訊公司發(fā)明的全波光纖ALL－wave Fiber消除了常規(guī)光纖在1385nm附近由于OH離子造成的損耗峰，損耗從原來的2dB/km降到0.3dB/km，這使光纖的損耗在1310nm～1600nm都趨于平坦。其主要方法是改進(jìn)光纖的制造工藝，基本消除了光纖制造過程中引入的水分。全波光纖使光纖可利用的波長(zhǎng)增加100nm左右，相當(dāng)于125個(gè)波長(zhǎng)通道100GHz通道間隔。全波光纖的損耗特性是很誘人的，但它在色散和非線性方面沒有突出表現(xiàn)。

為什么叫“全波”（All-Wave Fiber）？

　　常規(guī)單模光纖可用于通信的波段有兩個(gè)“窗口”(所謂“窗口”，就是光損耗最低的波段)：在20世紀(jì)80年代，人們開始使用單模光纖時(shí)，認(rèn)為波長(zhǎng)是1310納米附近的波段最好，可用范圍約是1260納米～1360納米，這就是一個(gè)窗口；到90年代初，生產(chǎn)制造了1550納米的激光器，用它作為光纖通信的光源，人們發(fā)現(xiàn)1550納米這個(gè)波段更有利于光通信，不僅是這個(gè)波段的光損耗最低(0.2分貝/千米)，而且窗口也很寬(從1510納米～1610納米)，有利于裝用波分復(fù)用系統(tǒng)，能進(jìn)一步擴(kuò)充光纖通信的傳輸容量。于是，光纖通信應(yīng)用的重點(diǎn)就隨之移到了這個(gè)窗口。20世紀(jì)90年代，光纖通信系統(tǒng)就大部分工作在這個(gè)波段。在1310納米和1550納米這兩個(gè)窗口之間有一個(gè)1385納米波段，即從1360納米～1510納米這一段，由于光損耗較大一直被認(rèn)為不能使用。

　　在1385納米附近損耗大的主要原因是由于在光纖的制造過程中，混雜有一些0H離子和金屬雜質(zhì)，它們?cè)陔姶艌?chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)吸收，引起附加衰耗。其中，以0H離子的影響最為嚴(yán)重。它的最終結(jié)果是在1385納米附近形成一個(gè)損耗比周圍高出0.5～1分貝左右的水吸收峰。顯然，如果能設(shè)法消除這個(gè)吸收峰，則光纖的可用頻段便會(huì)展寬。全波光纖就是采用新的生產(chǎn)流程，使殘留的0H離子幾乎全部消除掉的一種新型光纖。

　　全波光纖把原來認(rèn)為是不能使用的波段的光損耗降低下來，把兩個(gè)窗口之間的間隔打通，形成了一個(gè)寬的窗口，使從1335納米一直到1625納米的整個(gè)波段都可以使用，因此把這個(gè)打通后的新窗口稱為“全波窗口”(參見圖1)。具有全波窗口的光纖就叫做全波光纖(all wave fiber)。

　　全波光纖波長(zhǎng)

特點(diǎn)

　　與目前廣泛應(yīng)用的單模光纖相比，全波光紆能大大提高系統(tǒng)的傳輸容量。通過果用這種光纖和利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，能使光通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率從目前的吉比特/秒(Gbit/s)級(jí)提高到太比特/秒(Tbit/s)級(jí)。

　　全波光纖可提供比現(xiàn)在普通單模光纖超出100納米的有效波段，至少是常規(guī)光纖使用波段的1.6倍。全波光纖是一種匹配包層光纖，其在1310nm與1550nm波段的性能是完全一樣的。但與傳統(tǒng)的單模光纖相比，全波光纖還具有其不可比擬的優(yōu)勢(shì)； 更鄉(xiāng)的波長(zhǎng)： 全波光纖可以提供從1280mn－1625nm的完整傳輸波段為DWDM系統(tǒng)提供的彼長(zhǎng)至少超過常規(guī)光纖60％。全波光纖除去了水峰損耗，開辟了以前不能利用的1340nm至1440nm的窗口。這使服務(wù)商可以用全波光纖提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)，如多媒體、Internet和VOD、點(diǎn)播電視。 對(duì)高速率傳輸有更長(zhǎng)的非色散補(bǔ)償距離：一在1400nm波段，全波光一纖的色散只有常規(guī)光纖在1550nm波段的一半以下，這可允許信號(hào)無補(bǔ)償傳輸距離增加一倍以上。全波光纖不只提供更多的彼長(zhǎng)，而且對(duì)高速信號(hào)（10G／s）在1400nm區(qū)域具有很小的色散。利用全波光纖，在1400nm區(qū)域10Gb／s信號(hào)無色散補(bǔ)償距離可比常規(guī)光纖在1550nm窗口長(zhǎng) 2倍以上。 一根光纖上同時(shí)存在多種服務(wù)： 全波光纖可同時(shí)在光纖波段的一個(gè)區(qū)域傳輸模擬信號(hào)，在另一個(gè)波段傳輸高速率信息（可達(dá)10Gb／s），而在另外一個(gè)波段傳輸?shù)退俾蔇WDM信息。全波光纖在目前帶寬需求成指數(shù)增長(zhǎng)的情況下為城市提供本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的最佳方案，是適應(yīng)現(xiàn)在及將來的功能強(qiáng)大、高度靈活的光纖產(chǎn)品。

　　全波光纖的最大優(yōu)點(diǎn)就是大大加寬了光纖通信的帶寬。它可提供比原來常規(guī)單模光纖多100納米的帶寬，如果按波分復(fù)用的現(xiàn)用波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)間隔為0.8納米(還有可能降低到0.4納米)來算，就可以多增加125個(gè)通路；以一個(gè)通路的傳輸速率為10吉比特/秒計(jì)，總共可以增加125個(gè)通路。

　　此外，多個(gè)波長(zhǎng)的光纖通信系統(tǒng)可以有更多的波長(zhǎng)供選擇，能適應(yīng)多種業(yè)務(wù)的需要；它更有利于實(shí)現(xiàn)全光聯(lián)網(wǎng)，將一個(gè)波長(zhǎng)作為一個(gè)通道，全光地進(jìn)行路由選擇。由于全波光纖也還是單模光纖和現(xiàn)用的單模光纖有許多相同的特性，所以完全可以與現(xiàn)有的光纖系統(tǒng)兼容，現(xiàn)有的光纖通信設(shè)備都可以繼續(xù)使用，這就為它的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了一個(gè)重要的條件。