日前國務(wù)院公布了《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實(shí)施方案》,首次從國家層面將寬帶網(wǎng)絡(luò)定位為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性公共基礎(chǔ)設(shè)施。同電力、燃?xì)?、自來水等基礎(chǔ)配套設(shè)施一樣,納入我國地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃。
而近年來,我國寬帶覆蓋面積不斷擴(kuò)大,截至2012年底,我國光纖和3G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有城鎮(zhèn),87.9%的行政村通寬帶,固定寬帶家庭普及率達(dá)到32.2%,94.3%的固定寬帶用戶接入帶寬達(dá)到或超過2兆比特/秒。但是我國寬帶人口普及率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家25.6%的水平,40%的用戶仍使用4兆比特/秒以下寬帶接入,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家18兆比特/秒的主流速率,所以大力推廣FTTx的建設(shè)仍然是我國電信行業(yè)當(dāng)前的主要任務(wù)。
目前在FTTH發(fā)展比較迅速的國家,例如美國和韓國,在FTTH建設(shè)中,G.652D+G.657.B3方案基本成為其主流運(yùn)營商(如Verizon、AT&T、SK、KT等)的標(biāo)準(zhǔn)選擇,即在接入網(wǎng)的光纖到樓的部分使用G.652D光纖,在入戶段使用G.657.B3光纖。
而在目前我國加速推進(jìn)寬帶中國戰(zhàn)略的背景下,相對(duì)于傳統(tǒng)的G.652.D光纖,G.657.B3光纖在中國FTTH領(lǐng)域仍然是一個(gè)比較新鮮的事物。長飛作為目前中國光纖行業(yè)唯一能夠大規(guī)模生產(chǎn)G.657.B3光纖的企業(yè),近年來同Verizon,KT等國外運(yùn)營商和光纖光纜企業(yè)進(jìn)行了廣泛的合作,并深度參與了ITU-T最新發(fā)布的G657系列光纖的標(biāo)準(zhǔn)制定。
ITU-T G.657最新標(biāo)準(zhǔn)
國際電信聯(lián)盟ITU-T在2012年9月通過的彎曲不敏感單模光纖G.657標(biāo)準(zhǔn)建議的最新修訂版本。此修訂版本在2009年版本上做了微小調(diào)整。在ITU-T G.657最新的修訂版本中依然維持了A和B兩個(gè)大類的整體結(jié)構(gòu)。
A大類適用于O、E、S、C和L波段(1260nm~1625nm),滿足G.652.D類光纖的全部特性,并且在宏彎損耗參數(shù)上優(yōu)于G.652.D類光纖,可用于整個(gè)接入網(wǎng)范圍。根據(jù)彎曲性能,G.657.A1類光纖的最小彎曲半徑推薦為10mm,G.657.A2類光纖的最小彎曲半徑推薦為7.5mm。
最新2012版標(biāo)準(zhǔn)與2009版標(biāo)準(zhǔn)比較,A大類的技術(shù)指標(biāo)基本沒有變化。
B大類適用于O、E、S、C和L波段(1260nm~1625nm),不要求滿足G.652.D類光纖的全部特性(例如色散系數(shù)和偏振模色散特性),能夠提供極小彎曲條件下的應(yīng)用,一般用于接入網(wǎng)末端有限距離的通信傳輸(小于1000m)。根據(jù)彎曲性能,G.657.B2類光纖的最小彎曲半徑推薦為7.5mm,G.657.B3類光纖的最小彎曲半徑推薦為5mm。
最新2012版標(biāo)準(zhǔn)與2009版標(biāo)準(zhǔn)比較,B大類的技術(shù)指標(biāo)有一些顯著變化,主要修訂如下。
1.將B大類光纖的模場直徑由原來的(6.3-9.5)0.4修改為(8.6-9.5)0.4,與A大類光纖一致;
2.將B大類光纖的衰減修改為與A大類光纖一致;
3.修改了色散特性和偏振模色散特性。
從本次ITU-T對(duì)G.657光纖標(biāo)準(zhǔn),尤其是G.657.B3光纖的標(biāo)準(zhǔn)的修訂上,我們可以發(fā)現(xiàn)B3光纖性能參數(shù)逐步向兼容G.652.D標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展,并且新標(biāo)準(zhǔn)的修訂也充分考慮到了G.657.A2和B3的具體應(yīng)用環(huán)境差異和各主流G657制造企業(yè)以及電信運(yùn)營商對(duì)G.657.B3光纖性能參數(shù)建議,所以在以下幾個(gè)方面新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了G.657.B3光纖的特殊性。
1.在新版本的要求中,對(duì)A2和B3的仍然要求不同彎曲半徑,表明業(yè)內(nèi)仍然希望區(qū)分A2和B3的使用領(lǐng)域,且更傾向于B3在FTTH的入戶段使用。
2.新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于B3光纖的5mm彎曲半徑下宏彎數(shù)值雖然沒有變化,但美國和韓國等運(yùn)營商根據(jù)實(shí)際布線條件的需要,已在采購中將B3的宏彎標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)下調(diào)到了1550nm波長小于等于0.1dB/圈;并且美國和日本等主要G.657.B3光纖制造企業(yè)也提出了將5mm彎曲半徑1550nm的宏彎修改為0.1dB/圈,雖然本次沒有將此建議正式通過,但存在未來下一個(gè)修訂版本中繼續(xù)降低B3光纖5mm宏彎數(shù)值的可能性。
3.新老版本中,A2和B3光纖不同彎曲半徑下,1625nm和1550nm波長的宏彎值的比值仍保持在3左右。這是各個(gè)運(yùn)營商考慮到未來PON技術(shù)升級(jí)后,現(xiàn)有G.657.B3的光纖宏彎性能可以保證下一代傳輸技術(shù)升級(jí)后,新的長波長通信窗口不會(huì)收到光纖宏觀彎曲的限制,這部分內(nèi)容我們將在下一節(jié)再次進(jìn)行詳細(xì)介紹。
4.在新版本的附錄中再次強(qiáng)調(diào)了G.657光纖壽命和動(dòng)態(tài)疲勞參數(shù)nd值的關(guān)系,強(qiáng)調(diào)了nd值大小和彎曲半徑對(duì)光纖壽命的影響。
5.因?yàn)镚.657.B3光纖在FTTH中的使用距離一般小于1km,所以雖然本次明確了B3光纖的色散范圍,但相對(duì)的范圍仍然比較寬,沒有要求兼容G.652.D標(biāo)準(zhǔn)。
衡量G.657.B3光纖質(zhì)量重點(diǎn)
從上面的介紹我們可以發(fā)現(xiàn),本次對(duì)ITU-T G.657標(biāo)準(zhǔn)的修訂,更多的是關(guān)注G.657.B3的相關(guān)參數(shù)范圍。這是因?yàn)榻陙?,Verizon、AT&T、KT等運(yùn)營商,在大力推廣光纖入戶等FTTx技術(shù)的過程中,逐步達(dá)成了“G.652.D用于室外段,G.657.B3光纖用于室外段”的共識(shí),這種技術(shù)方案可以充分利用G.652.D在室外光纜領(lǐng)域,光纖價(jià)格相對(duì)低廉,使用成熟的特點(diǎn);并結(jié)合G.657.B3光纖優(yōu)異的宏觀彎曲性能,尤其是在5mm小彎曲半徑下的宏彎性能,減少室內(nèi)段光纖布線的難度,保證光纖傳輸不受到影響。
新版本的修訂反映了相關(guān)運(yùn)營商和光纖制造企業(yè),希望通過新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步規(guī)范G.657.B3光纖的參數(shù)范圍,從而更簡單和方便的對(duì)各大G.657.B3光纖制造企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估的目的。下面我們就結(jié)合近年來長飛公司同國外運(yùn)營商以及和光纖光纜企業(yè)對(duì)G.657.B3光纖進(jìn)行交流的一些心得,換位思考,從運(yùn)營商和最終客戶的角度,探討一下衡量G.657.B3光纖性能和質(zhì)量的幾個(gè)重要參數(shù)。
G.657.B3 5mm彎曲半徑下的宏觀彎曲性能
從最終客戶的角度,使用G.657.B3光纖的目的,最重要的就是利用其優(yōu)異的抗彎曲性能。尤其是在室內(nèi)復(fù)雜的布線條件下,經(jīng)常會(huì)遇到各種小彎曲半徑的布線環(huán)境,根據(jù)ITU-T的相關(guān)研究,在這些布線條件下,最小的彎曲半徑大約為5mm左右,所以對(duì)G.657.B3光纖而言,最重要的就是5mm半徑1550nm的宏彎性能。
圖2為長飛公司的G657系列光纖在不同彎曲半徑下1550nm窗口的宏彎數(shù)據(jù)。如圖所示,G.657.A2光纖在5mm半徑的宏彎一般在0.5dB/圈,相對(duì)G.657.B3光纖的宏彎值在0.07dB/圈。兩種光纖在5mm彎曲半徑下的不同宏彎,決定了兩者在室內(nèi)段光纖布線中的不同表現(xiàn)。
按照Verizon公司對(duì)MDU室內(nèi)布線情況的評(píng)估,要求在FTTx室內(nèi)段光纖在室內(nèi)布線時(shí)經(jīng)過10個(gè)90度的轉(zhuǎn)角,并使用30個(gè)光纖固定卡具固定室內(nèi)段的光纖,并在5mm半徑的金屬棒上纏繞2圈后,1550nm窗口得宏彎不得大于0.4dB。當(dāng)使用G.657.A2光纖時(shí),在上述條件下,宏彎的疊加損耗為4.48 dB,明顯不能滿足傳輸需求;與之對(duì)應(yīng)的G.657.B3的宏彎為0.16 dB。
按照Verizon公司的TPR 9441標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),充分考慮到了對(duì)室內(nèi)段光纖的宏彎要求,其要求G.657.B3光纖在5mm彎曲半徑下1550nm窗口的宏彎必須小于等于0.1dB/圈,才能滿足宏彎附加損耗小于0.4dB的要求。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),首先證明了入戶段光纖必須使用G.657.B3光纖,其次也說明了5mm彎曲半徑的宏觀彎曲性能是反映G.657.B3光纖性能好壞的第一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
長飛公司G.657.B3光纖Easyband Ultra在5mm彎曲半徑下的宏彎典型值為0.07dB/圈,光纖相關(guān)性能完全滿足Verizon公司的TPR 9441標(biāo)準(zhǔn),從而可以保證光纖在復(fù)雜室內(nèi)布線條件下的宏觀彎曲要求。
G.657.B3光纖在小彎曲半徑的壽命與可靠性
在FTTH室內(nèi)段的實(shí)際布線中,G.657.B3光纖經(jīng)常會(huì)在極小彎曲半徑下工作,從而在彎曲部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂,影響光纖傳輸?shù)姆€(wěn)定性。所以在美國和韓國等電信行業(yè)競爭激烈的國家,考慮到FTTH的人力維護(hù)成本以及用戶體驗(yàn)的重要性,運(yùn)營商在選擇和評(píng)估B3光纖質(zhì)量時(shí),光纖在彎曲條件下的可靠性是除了彎曲性能外,最先需要保證的性能參數(shù)。
按照ITU-T和IEC等相關(guān)組織標(biāo)準(zhǔn),為了確保光纖具有可靠的機(jī)械性能和穩(wěn)定性,需要光纖具有高的動(dòng)態(tài)疲勞參數(shù)nd值,而動(dòng)態(tài)疲勞參數(shù)值nd值除與玻璃部分的性能有關(guān)外,還取決于涂覆層尤其是內(nèi)涂覆層的性能,本次在ITU-T對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂的過程中,也在G.657標(biāo)準(zhǔn)里著重對(duì)光纖nd值與光纖壽命的關(guān)系進(jìn)行了討論。
考慮到客戶對(duì)G.657.B3光纖在小彎曲半徑下的可靠性和壽命的關(guān)切,長飛G.657.B3光纖EasyBand Ultra一方面采用低模量的樹脂材料以有效緩沖外界施加的應(yīng)力;另一方面通過工藝優(yōu)化和控制,在涂層厚度和機(jī)械性能之間達(dá)到了很好的平衡,長飛G.657.B3光纖EasyBand Ultrand值的典型值為27,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般普通光纖18-22的nd值。
參考長飛公司按照IEC標(biāo)準(zhǔn)建立的G.657.B3光纖在不同彎曲半徑條件下,不同nd值同光纖斷裂幾率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以發(fā)現(xiàn),相對(duì)于目前常規(guī)光纖的18-20左右的nd值,EasyBand Ultra光纖的nd典型值為27,其在5mm彎曲半徑下具有更長的壽命和穩(wěn)定的可靠性,斷裂幾率是nd為18的常規(guī)光纖的1/3,從而保證了EasyBand Ultra光纖在實(shí)際室內(nèi)復(fù)雜布線條件下的可靠性。
G.657.B3光纖對(duì)未來傳輸技術(shù)升級(jí)的兼容性
一般來說,運(yùn)營商或最終用戶在MDU內(nèi)鋪設(shè)G.657.B3光纖后,從成本以及客戶體驗(yàn)的角度,不會(huì)經(jīng)常性的更換光纖光纜。但考慮到目前光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其是FTTx相關(guān)的PON技術(shù)又面臨著繼續(xù)升級(jí)換代,所以我們?cè)谶x擇G.657.B3光纖時(shí),必須考慮到光纖對(duì)下一代PON傳輸技術(shù)的兼容性。
在目前主流的IEEE和ITU-T的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,下一代PON技術(shù)的通信窗口將向長波長方向移動(dòng),預(yù)計(jì)最高會(huì)使用到1625nm通信窗口。所以為了兼容下一代傳輸技術(shù),對(duì)于G.657.B3光纖而言,最大的挑戰(zhàn)就是同時(shí)保證上下行窗口同時(shí)開通,且不會(huì)受到光纖宏彎性能的限制。而考慮到光纖的宏彎隨著波長的增加而增加,為保證系統(tǒng)在升級(jí)后,G.657.B3光纖仍能保證通信傳輸?shù)耐〞常仨氁笤?mm彎曲半徑下,光纖1625nm的宏彎同1550nm窗口的宏彎比值小于等于3。
對(duì)比長飛G.657.B3光纖的1625nm/1550nm宏彎比值,可以發(fā)現(xiàn)長飛光纖1625/1550nm宏彎的比值均小于3,典型值在2.3左右,充分地考慮到了對(duì)下一代PON技術(shù)的兼容性。
三大重要參數(shù)
長飛公司基于對(duì)ITU-T新的G.657標(biāo)準(zhǔn)的解讀,同國外先進(jìn)運(yùn)營商的合作以及對(duì)G.657.B3光纖具體的使用環(huán)境的分析,建議在評(píng)判G.657.B3光纖性能優(yōu)劣的時(shí)候,最重要的是在三個(gè)方面滿足客戶的需求。
第一,G.657.B3光纖在5mm彎曲半徑下的宏觀彎曲性能是否滿足苛刻的室內(nèi)段布線需求:建議G.657.B3光纖5mm半徑下1550nm窗口的宏彎小于等于0.1dB/圈。
第二,G.657.B3光纖在小彎曲半徑下的光纖壽命和可靠性是否滿足設(shè)計(jì)需求:建議G.657.B3光纖的動(dòng)態(tài)疲勞參數(shù)nd值大于等于24,保證光纖在小彎曲半徑下的壽命和可靠性。
第三,G.657.B3光纖是否能夠滿足下一代傳輸技術(shù)升級(jí)時(shí)對(duì)宏彎性能的要求:建議G.657.B3光纖5mm半徑下1625nm與1550nm窗口的宏彎比值小于等于3。
(審核編輯: 小王子)
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