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1,G.657光纤光缆标准推进 及主要特性,2011年6月,辛向军,2,目录,1.相关定义: 2.光纤光缆相关标准: 3.目前常接触的光纤光缆及简单对比: 4.ITU-T G.657建议书: 5.国内相关标准:,3,相关定义介绍1:,1、衰减:光在光纤中传播时,平均光功率沿光纤长度方向呈指数规律减少。光纤中的传输光能衰减的起因是材料本身、制造缺陷、弯曲、接续等对光能的吸收和散射损耗。 2、色散:由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的,这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同,从而引起色散。 3、偏振模色散(PMD):光纤中的光传输可描述为完全是沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动,如下图。每个轴代表一个偏振“模”。两个偏振模的到达时间差称为偏振色散PMD。造成单模光纤中的PMD的内在原因是光纤的椭圆度和残余内应力。,4,相关定义介绍2:,4、光纤的非线性效应 4.1当光功率增加到一定程度时,光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现。光纤的非线性可分为两类:受激散射效应和折射率扰动。 4.2受激散射效应也分为两种形式:由于声光子振动而产生的受激布里渊散射(SBS)和由于分子振动而产生的受激拉曼散射(SRS)。 4.3折射率扰动引起的五种非线性效为:自相位调制(SPM)、光孤子形成、交叉相位调制(XPM)、调制不稳定和四波混频(FMW)。 5、光纤弯曲损耗 光纤的弯曲损耗是由于光不满足全内反射的条件而造成的。 弯曲损耗:当光纤弯曲时,光在弯曲部分中进行传输,当超过某个临界曲率时,传导模就会变成辐射模,从而引起光束功率的损耗。,5,相关定义介绍3:,6、光纤通信系统光波段划分 2002年5月ITU-T组织将光纤通信系统光波段划分为O、E、S、C、L、U共6个波段。,6,目录,1.相关定义: 2.光纤光缆相关标准: 3.目前常接触的光纤光缆及简单对比: 4.ITU-T G.657建议书: 5.国内相关标准:,7,光纤光缆相关标准:,一、光缆光纤的国际标准: 1、G.650 单模光纤相关参数的定义和测试方法 2、G.651 50/12m多模梯度光纤光缆的特性 3、G.652 单模光纤光缆的特性 4、G.653 色散位移单模光纤光缆的特性 5、G.654 截止波长位移单模光纤光缆的特性 6、G.655 非零色散位移单模光纤光缆的特性 7、G.656 用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特性 8、G.657 接入网使用的弯曲损耗不敏感的单模光纤和光缆特性 9、IEC 60793-2-60-2008 C类内部互联单模光纤分规范 10、IEC 60793-2-50-2008 B类单模光纤分规范 二、光缆光纤的国内标准: 针对国际标准,国内关于光纤光缆及相关光器件制定了上百项相关标准,本次主要引用“YD/T 1954-2009 接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性”和“YD/T 1997-2009 接入网用蝶形引入光缆”等相关标准。,8,目录,1.相关定义: 2.光纤光缆相关标准: 3.目前常接触的光纤光缆及简单对比: 4.ITU-T G.657建议书: 5.国内相关标准:,9,目前常接触的光纤光缆及简单对比:,一、我们目前常接触的光纤光缆主要有G.652、G.655、G.657 : 二、G.652光纤 : G.652光纤:是指零色散波长在1310 nm窗口的单模光纤,又称色散未移位光纤或普通单模光纤,ITUT把这种光纤规范为G.652光纤。 G.652属于第一代单模光纤,是1310 nm波长性能最佳的单模光纤。当工作波长在1310 nm时,光纤色散很小,色散系数D在03.5 ps/nmkm,但损耗较大,约为0.30.4 dB/km。此时,系统的传输距离主要受光纤衰减限制。 在1550 nm波段的损耗较小,约为0.190.25 dB/km,但色散较大,约为20 psnmkm。 G.652光纤光缆划分为A、B、C、D四类。这四类的划分主要根据对PMD 的要求和水峰(1383nm)处的衰减的要求不同。,10,目前常接触的光纤光缆及简单对比:,G.652 A/B与G652 C/D的主要区别是:G.652 C/D型光纤规定了1383nm波长的衰减特性,并且,该指标是经过氢老化试验的结果;G.652 C/D规定了13101625nm整个波长范围的衰减特性;G.652 C/D规定的在1550nm的最大衰减系数比普通单模光纤的指标低0.05dB/km到0.1dB/km。而G.652 A/B型光纤对以上3项无具体要求。 起初G.652D型光纤比G.652B型光纤价格要高很多,随着光纤制造工艺的进步,G.652D型光纤和G.652B型光纤价格差距已很小,几乎可以忽略不计,而G.652D型光纤的可用带宽范围比G.652B型光纤更广,对指标控制比G.652B型更严格,所以目前国内主要选择的普通单模光纤为G.652D型。,11,目前常接触的光纤光缆及对比:,三、G.655光纤 : G.655光纤:指非零色散位移光纤,是在1550 nm窗口有合理的、较低的色散,能够降低四波混频和交叉相位调制等非线性影响,同时能够支持长距离传输,而尽量减少色散补偿网。 低色散斜率G,655光纤,在15301565 nm波长范围的色散值为2.66.0 ps/nmkm,在15651625 nm波长范围的色散值为4.08.6 ps/nmkm。,12,目前常接触的光纤光缆及对比:,四、G.652与G.655光纤性能对比: 1、光纤衰减: G.652光纤与G.655光纤在1550nm窗口的衰减基本一样。但在1310nm窗口, G.652光纤可用, G.655光纤不可用。 2、光纤色散: 对于在1550nm窗口,在不采用色散补偿,传输同样速率且忽略非线性效应影响情况下, G.655光纤上无中继传输距离比在G.652光纤上传输距离大数倍。在1310nm窗口, G.652光纤零色散,非线性效应大,衰减较大,实际应用中限制了中继传输的距离,因此长距离的传输系统中一般用1550nm窗口,而在城域网传输中用1310nm窗口。在传输40Gbit/s以上系统上, G.652与G.655光纤均需要付出色散补偿代价,并且成本相差无几。 3、非线性效应:由于G.655光纤的截面积相对较小,因此在G.655光纤的非线性偶合系数比G.652光纤大的多。 4、其他人为因素:技术均已十分成熟,但G.655光纤一直比G.652光纤价格高50%100%。 由于波分系统的高速率、多通道的应用,在2000年左右曾大量采用过G.655光纤。随着后期色散补偿技术的成熟,补偿成本的降低,同时考虑到其他非线性因素的影响,现在除满足原有系统需求和已有光缆的增补改造之外,基本不再采用G.655光纤,优先选用G.652D型光纤.,13,目前常接触的光纤光缆及对比:,五、G.657光纤 : ITU-T标准,2006年12月,ITU-T第十五工作组通过了一个新的光纤标准,即G.657,称为“用于接入网的低弯曲损耗敏感单模光纤和光缆特性”。 G.657建议对光纤的抗弯曲性能给出了非常严格的规定,使光缆的安装更为便捷。 这个新标准比预计时间提前一年获得了通过,主要原因是来自两方面的推动力:一方面,运营商期望能尽快在他们的网络引入FTTH;另一方面,光纤光缆产行业也起到了一定的推动作用。 下面将重点针对G.657光纤的相关特性做具体阐述。,14,目录,1.相关定义: 2.光纤光缆相关标准: 3.目前常接触的光纤光缆及简单对比: 4.ITU-T G.657建议书: 5.国内相关标准:,15,ITU-T G.657建议书:,ITU-T G.657 建议书的目标是提出能卓越地改进现有G.652 单模光纤和光缆的弯曲性能的建议,并支持这种最佳化。利用引入两类单模光纤来达到这一目标。一种是A类,它与G.652 单模光纤完全一致,并且也能用于网络的其他部分。另一种是B类,它不必与G.652 一致,但是,在很小的弯曲半径能有小的微弯损耗值,主要打算用在建筑物内。 A 类光纤适用于O、E、S、C 和L 波段(即从1 260 到1 625 nm范围)。这一类光纤和要求是G.652.D光纤的子集,具有相同的传输和互连特性。主要改进是改善了弯曲损耗和紧凑空间的规范,都是为了改善连接性。 B 类光纤适用与在建筑物内传送信号相关的有限距离内使用,传输1310、1550 和1625 nm波长。这些光纤具有不同于G.652 光纤的接续和连接特性,但是弯曲半径可以取更小的值。,16,ITU-T G.657建议书:,G.657 A类属性,17,ITU-T G.657建议书:,G.657 B类属性,18,ITU-T G.657建议书:,G.657光纤A类与B类的比较 : 从总体上看,A类要求符合G.652D;B类不要求一定符合G.652标准。具体差别共有5个方面。 1)模场直径标称值范围不同 A类,标称值范围:8.69.5 m,与G.652要求相同; B类,标称值范围:6.39.5 m,下限超出G.652; 2)宏弯特性不同 B类更严格,参见表1. 增加了弯曲半径为7.5mm场合的指标; 对于弯曲半径为15、10mm场合的损耗更低。,19,ITU-T G.657建议书:,3)衰减系数不同 A类的与G.652D同,B类的与G.652D不同; B类不规定1383nm的指标,不要求是低水峰光纤; B类在1310nm的衰减系数比A类大; B类规定了在1625nm的衰减系数指标; B类不规定13101625nm波长范围的衰减系数最大值。 可见,A类的衰减系数指标更严格,参见表2、表3。,20,ITU-T G.657建议书:,4)PMD系数不同 A类的PMD系数与G.652D同 B类的待定。 5)色散系数不同 A类的与G.652D同 B类的待定。,21,ITU-T G.657建议书:,G.657A与G.652D的区别: G.657A是在G.652D基础上的改进,与652D相容。G.657A与G.652D 的主要区别如下: 几何尺寸指标提高:芯包同心度由G.652D的0.6m提高到 G.657A的 0.5m; 模场直径公差范围由G.652D的0.7m提高到G.657A的0.4m; 宏弯损耗要求提高,弯曲半径从30mm减小到15mm、10mm,参见下表,22,ITU-T G.657建议书:,在ITU-TG.657 2009年修订版本中依然维持了A和B两个大类的整体结构。修订版本的产品分类中引进了三个弯曲等级的概念,弯曲等级按照最小弯曲半径进行区分:弯曲等级1对应最小弯曲半径为10mm的产品;弯曲等级2对应最小弯曲半径为7.5mm的产品;弯曲等级3对应最小弯曲半径为5mm的产品。同时,还将是否与G.652兼容(A和B),以及弯曲等级(1、2、3)两种分类原则结合起来,就构成了2009年标准建议版本中新的子类结构:A1,A2,B2,B3。表1中列出了2009年标准建议版本中新的产品子类和2006年标准版本中G.657.A和G.657.B的对应关系。,23,ITU-T G.657建议书:,在2009年新标准建议版本中,G.657.A2是新增加的子类。G.657.A2完全满足2006年标准建议版本中的G.657.B,且同时要求与G.652光纤相互兼容,最小弯曲半径建议为7.5mm,模场直径范围为(8.6-9.5)0.4m,属于大模场弯曲不敏感单模光纤。G.657.B3也是新增加的子类,最小弯曲半径能够达到5mm,支持一些极端弯曲条件下的使用,不要求与G.652光纤相互兼容,模场直径范围为(6.3-9.5)0.4m。 针对新标准建议中四个子类,表2列出了关键的技术参数模场直径和弯曲附 加损耗的对比指标。在表2中,对于B大类光纤,由
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