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以多業務接入、寬頻寬為主要特點的城域網的發展,要求開發具有儘可能寬的可用波段的光纖。全波光纖便是一種能滿足上述要求的新型單模光纖。

1 全波光纖 -概述

由朗訊公司發明的全波光纖ALL-waveFiber消除了常規光纖在1385nm附近由於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都趨於平坦。其主要方法是改進光纖的製造工藝,基本消除了光纖製造過程中引入的水分。全波光纖使光纖可利用的波長增加100nm左右,相當於125個波長通道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。

2 全波光纖 -為什麼叫「全波」(All-Wave Fiber)?

常規單模光纖可用於通信的波段有兩個「窗口」(所謂「窗口」,就是光損耗最低的波段):在20世紀80年代,人們開始使用單模光纖時,認為波長是1310納米附近的波段最好,可用範圍約是1260納米~1360納米,這就是一個窗口;到90年代初,生產製造了1550納米的激光器,用它作為光纖通信的光源,人們發現1550納米這個波段更有利於光通信,不僅是這個波段的光損耗最低(0.2分貝/千米),而且窗口也很寬(從1510納米~1610納米),有利於裝用波分復用系統,能進一步擴充光纖通信的傳輸容量。於是,光纖通信應用的重點就隨之移到了這個窗口。20世紀90年代,光纖通信系統就大部分工作在這個波段。在1310納米和1550納米這兩個窗口之間有一個1385納米波段,即從1360納米~1510納米這一段,由於光損耗較大一直被認為不能使用。

在1385納米附近損耗大的主要原因是由於在光纖的製造過程中,混雜有一些0H離子和金屬雜質,它們在電磁場的作用下會產生振動吸收,引起附加衰耗。其中,以0H離子的影響最為嚴重。它的最終結果是在1385納米附近形成一個損耗比周圍高出0.5~1分貝左右的水吸收峰。顯然,如果能設法消除這個吸收峰,則光纖的可用頻段便會展寬。全波光纖就是採用新的生產流程,使殘留的0H離子幾乎全部消除掉的一種新型光纖。

全波光纖把原來認為是不能使用的波段的光損耗降低下來,把兩個窗口之間的間隔打通,形成了一個寬的窗口,使從1335納米一直到1625納米的整個波段都可以使用,因此把這個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)。

全波光纖全波光纖

3 全波光纖 -特點

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

全波光纖可提供比現在普通單模光纖超出100納米的有效波段,至少是常規光纖使用波段的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。但與傳統的單模光纖相比,全波光纖還具有其不可比擬的優勢; 更鄉的波長: 全波光纖可以提供從1280mn-1625nm的完整傳輸波段為DWDM系統提供的彼長至少超過常規光纖60%。全波光纖除去了水峰損耗,開闢了以前不能利用的1340nm至1440nm的窗口。這使服務商可以用全波光纖提供高速數據服務,如多媒體、Internet和VOD、點播電視。 對高速率傳輸有更長的非色散補償距離:一在1400nm波段,全波光一纖的色散只有常規光纖在1550nm波段的一半以下,這可允許信號無補償傳輸距離增加一倍以上。全波光纖不只提供更多的彼長,而且對高速信號(10G/s)在1400nm區域具有很小的色散。利用全波光纖,在1400nm區域10Gb/s信號無色散補償距離可比常規光纖在1550nm窗口長 2倍以上。 一根光纖上同時存在多種服務: 全波光纖可同時在光纖波段的一個區域傳輸模擬信號,在另一個波段傳輸高速率信息(可達10Gb/s),而在另外一個波段傳輸低速率DWDM信息。全波光纖在目前帶寬需求成指數增長的情況下為城市提供本地網路設計的最佳方案,是適應現在及將來的功能強大、高度靈活的光纖產品。

全波光纖的最大優點就是大大加寬了光纖通信的帶寬。它可提供比原來常規單模光纖多100納米的帶寬,如果按波分復用的現用波長標準間隔為0.8納米(還有可能降低到0.4納米)來算,就可以多增加125個通路;以一個通路的傳輸速率為10吉比特/秒計,總共可以增加125個通路。

此外,多個波長的光纖通信系統可以有更多的波長供選擇,能適應多種業務的需要;它更有利於實現全光聯網,將一個波長作為一個通道,全光地進行路由選擇。由於全波光纖也還是單模光纖和現用的單模光纖有許多相同的特性,所以完全可以與現有的光纖系統兼容,現有的光纖通信設備都可以繼續使用,這就為它的推廣應用創造了一個重要的條件。

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