通信光纖最新研究動(dòng)向
本文介紹了寬帶光傳輸非零色散位移光纖(G.656 光纖)、塑料光纖和光子晶體等通信光纖的特性以及它們的最新研究動(dòng)向。
G.655A 光纖支持ITU-T G.691、G.692 和G.693應(yīng)用時(shí)的推薦使用值。對于G.692 應(yīng)用,考慮到使用的具體光纖的信道波長和色散特性,最大的發(fā)射功率將受到限制,它適用于通道間隔200GHz及其以上DWDM系統(tǒng)在C波段的應(yīng)用,同時(shí)也支持以10Gbit/s 為基礎(chǔ)的DWDM系統(tǒng)。
G.655B 光纖支持以10Gbit/s 為基礎(chǔ)的100Hz及其以下間隔的DWDM系統(tǒng)在C 波段和L 波段的應(yīng)用。表2中所列出的G.655B 光纖參數(shù)支持ITU-T G.691、G.692、G.693和G.959.1 應(yīng)用的推薦使用值。對于G.692 規(guī)定的應(yīng)用,取決于所使用光纖的信道波長和色散特性,發(fā)射功率可以大于G.655A 光纖,典型的最小波長間隔為100GHz。G.655B 光纖的PMDQ 為0.50ps/km 1/2,可以保證10Gbit/s傳輸系統(tǒng)的傳輸距離達(dá)到400km。 G.655C 光纖性能與G.655B 光纖性能相似,但是G.655C 光纖應(yīng)該既能滿足100及其以下間隔的DWDM系統(tǒng)在C 波段和L波段的應(yīng)用,又要求G.655C光纖的PMDQ比G.655B光纖低,即G.655C光纖的PMDQ為0.20ps/km 1/2,使得G.655C 光纖在N×10Gbit/s系統(tǒng)傳輸300km以上,或者支持N×40Gbit/s 系統(tǒng)傳輸80km以上的應(yīng)用。 由表2得知,G.656 光纖性能本質(zhì)仍然屬于非零色散光纖。G.656 光纖與G.655 光纖不同的是,(1)具有更寬的工作帶寬,即G.655 光纖工作帶寬為1530~1625nm(C+L 波段), 而G.656 光纖工作帶寬則是1460~1625nm(S+C+L 波段),將來還可以拓寬超過1460~1625nm,可以充分發(fā)掘石英玻璃光纖的巨大帶寬的潛力;(2)色散斜率更小(更平坦)能夠顯著地降低DWDM系統(tǒng)的色散補(bǔ)償成本。G.656光纖是色散斜率基本為零、工作波長范圍覆蓋S+C+L波段的寬帶光傳輸?shù)姆橇闵⑽灰乒饫w。由表2 可知,G.656光纖的PMDQ為0.10ps/km 1/2,使得G.656光纖在N×10Gbit/s 系統(tǒng)傳輸4000km以上,或者支持N×40Gbit/s系統(tǒng)傳輸400km以上的應(yīng)用。G.656 光纖特別適合作為通道間隔100GHz、傳輸速率40Gbit/s、傳輸距離400km的DWDM或者CWDM系統(tǒng)的光傳輸介質(zhì)。 2.2 塑料光纖 為了降低局域網(wǎng)光纖接入成本,短距離局域網(wǎng)光纖多采用石英玻璃光纖多模光纖加發(fā)光管的配置方案。那么局域網(wǎng)石英玻璃光纖的研究重點(diǎn)是通過提高多模光纖梯度折射率分布控制精度和改善光源注入條件的方法來提高石英玻璃多模光纖的工作帶寬和減小光纖的衰減,以適應(yīng)吉比特以太網(wǎng)和10吉比特以太網(wǎng)發(fā)展的需要。近幾年,國內(nèi)外著名的光纖機(jī)構(gòu)紛紛研究出了新一代的50/125 μm的多模光纖。這種多模光纖的主要特點(diǎn)是由于光纖制造中消除了梯度折射率分布中心的缺陷,使得梯度折射率分布控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)50/125μm的多模光纖,從而大大提高了多模光纖的工作帶寬。新一代的50/125μm的多模光纖與850nm的VCSEL配合使用,可以實(shí)現(xiàn)在850nm波長上進(jìn)行10Gbit/s 串行傳輸300m距離。 隨著半導(dǎo)體材料制造水平的不斷提高和生產(chǎn)成本的大幅度的降低,光纖、有源/無源光器件的價(jià)格日益便宜,從而推動(dòng)了光纖到大樓(FTTB)、光纖到家庭(FTTH)、光纖到桌面(FTTD)的實(shí)用化發(fā)展進(jìn)程。特別是最近幾年,日本和美國等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開發(fā)出了梯度折射率分布塑料光纖。由于塑料光纖制造工藝簡單、材料便宜和連接成本低的新型光纖等,所以其已經(jīng)被應(yīng)用于企業(yè)和大學(xué)校園局域網(wǎng)的內(nèi)部通信系統(tǒng)。 與石英玻璃光纖相比,塑料光纖(POF, Plastic Optical Fiber)以其芯徑大、制造簡單、連接方便、可用便宜光源等優(yōu)點(diǎn)正在受到寬帶局域網(wǎng)建設(shè)者的青睞。正是寬帶局域網(wǎng)的迅速發(fā)展帶來了POF 技術(shù)的革命性進(jìn)步,特別是以全氟化的聚合物(如商用產(chǎn)品名稱為CYTOP)為基本組成的氟化塑料光纖(PF-POF)在局域網(wǎng)的逐步使用,從而標(biāo)志著PF-POF 正在由試驗(yàn)室步入局域網(wǎng)工程應(yīng)用。 一般,在局域網(wǎng)的工程應(yīng)用的POF是以全氟化的聚合物為基本組成的PF-POF。眾所周知,PF-POF的研究要點(diǎn)為衰減、帶寬、制造方法等問題。最早POF 是用聚甲 基丙烯酸甲酯(PMMA)材料制成的。由于PMMA材料中存在著大量的C-H鍵諧振會(huì)引起很大的光吸收,所以PMMA-POF 在650nm的衰減系數(shù)高達(dá)160dB/km以上。研究人員采用全氟化的聚合物材料為基本成份制造出了在850nm和1300nm的衰減系數(shù)小于20dB/km 的PF-POF。究其原因是氟化的聚合物中的C-F 鍵大大減小了光吸收,故全氟化的聚合物PF-POF 的衰減系數(shù)十分小。 |

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