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美国康宁:超低损耗光纤技术助力信息化时代

国际电力网  日期:2015-07-02

目前,信息通信技术处于加速发展和跨界融合的爆发期,将成为引领新一轮科技革命的主导力量。随着智能制造以及“互联网+”概念的不断强化,信息通信技术逐渐向其他领域融合。特别是在移动互联时代,海量数据传输及处理成为亟待解决的难题。“提速降费”以及物联世界的需求,也促使基础网络建设不断升级。为此记者专访了美国康宁公司全球光通信新业务开发经理Sergei Makovejs博士(以下简称“SM”),共同就光通信系统高速传输以及最新的光纤技术进行探讨。以下为采访文字实录:

记者:近几年,我国光纤光缆企业一直深耕超低损耗光纤领域,且取得了较大进展。康宁作为超低损耗光纤领域的领导者如何应对?超低损耗光纤核心的技术及工艺难点有哪些?

SM: 2007年,康宁率先推出商用且满足ITU-T G.652规范的的超低损耗光纤——SMF-28®ULL光纤,与普通光纤工艺不同,康宁的超低损耗光纤借鉴了海底光纤技术,采用纯硅芯工艺,在纤芯区采用纯二氧化硅、在包层区掺氟降低折射率,最大限度降低本征衰耗,实现了衰耗低于0.168dB/km;降低衰减的同时满足G.652光纤标准,与现网兼容。采用纯硅纤芯大幅降低光纤衰减并保持与G.652规范的兼容是超低损耗光纤制造过程中的两大挑战

自从2008年康宁在中国市场推出超低损耗光纤在以来,以优异的性能得到了市场的认可。该技术也被认为是未来光纤技术发展的方向,国内的光纤光缆企业也在这一领域进行持续深入开发。

康宁公司目前依靠其创新实力,在超低损耗光纤领域不断推出更优质产品,在业界继续领跑。在今年的OFC上,康宁展示了的衰减低至0.1460dB/km的Vascade® Ex3000光纤,创造了光纤衰减的新的记录。

记者:近期,我国“提速降费”的不断被提出,这为超低损耗光纤的发展带来了哪些契机?康宁公司产品在国内应用情况如何?

SM: “提速降费”对于运营商而言是重大挑战。带宽不断增加的同时,资费收入提升有限。难题破解的关键是通过技术创新来实现单位比特成本的降低。具体到骨干网,主要通过通过400G代替现有的100G技术来实现,相比较于100G系统,400G通过高阶调制技术,可实现单位比特成本减低一半左右。

另一方面,400G技术由于受OSNR限制,传输距离不到100G系统的1/4。因此需要超低损耗光纤的支持,来实现传输距离的提高。

目前超低损耗光纤在国内已经在国家电网和中国移动,中国电信等运营商开始使用,积累了丰富的应用经验,为客户解决了光信号传输中的实际问题。

记者:虽然超低损耗光纤陆续得到业内认可,但由于其产业不成熟及部署成本较高,我国超低损耗光纤迟迟未开始大规模部署。您认为超低损耗光纤未来发展前景如何?目前有何技术难点仍待突破?预计何时将步入大规模商用阶段?

SM: 400G采用16QAM调制方式,对系统OSNR要求增加~6dB ,因此传输距离受到限制,需要大大增加设备成本。超低损耗技术基础上的ITU-T G.652和G.654大有效面积超低损耗光纤,可以有效提高系统传输距离,节约400G传输的费用。随着骨干网流量的增加,对400G系统部署的要求也逐步增加,运营商超低损耗光纤的需求也会越来越迫切。

超低损耗光纤G.652和G.654光纤是未来光纤发展的方向,目前各厂家主要的开发方向主要集中在进一步降低光纤损耗,降低光纤生产成本。配合运营商400G系统的部署,客户会进一步认识和了解超低损耗光纤带来的优势。

记者:随着全球100G及400G部署增速,对于光纤光缆提出了哪些新的挑战?如何满足骨干网络升级需求?

SM: 以10G系统为参照点,升级至100G并不需要大幅增加OSNR(光信噪比)。这是因为对100G进行了更为严格的相干检测(相对于10G的直接检测),且100G系统的传输速率为25G——采用偏振复用和高效QPSK调制,可升至100G。因此,部分100G系统可能在以前部署10G网络的光纤设备上运行。然而,对于没有充足裕度的10G系统链接(如存在大量电缆中断,缩小了损耗裕度), 升至100G系统可能需要采用成本高昂的中间再生装置或部署新的光纤设备(G.652超低损耗光纤或G.654超低损耗光纤,视具体网络技术而定)。

由于波特率由10G升至100G和400G(很可能升级为2x200G 16-QAM副载波),最大传输距离大幅降低(不到1/4)。根本原因如下:调制的频谱效率更高(即16-QAM对QPSK),对OSNR的要求更为严格。这就意味着400G再也不能以低成本进行传输(即无中间再生器),且需要采用G.652超低损耗光纤或G.654超低损耗光纤,很可能同时采用混合EDFA/ Raman放大及先进的前向纠错技术来延长传输距离。

记者:新一代光通讯技术对于光纤光缆管道利用率要求越来越高,康宁公司在这方面有哪些技术突破?代表产品有哪些?

SM: 为应对新一代光通讯技术对于光纤光缆管道利用率越来越高的要求,多年来康宁已为市场提供了MiniXtend®微型光缆。在2015年初,康宁发布了Ultra200光纤和MiniXtendHD®光缆.

SMF-28 ultra200是业界第一款将9.2微米模场直径,低损耗,G.657A1抗弯性能融为一体的高性能光纤,完全兼容G.652D光纤。

康宁Mini-Xtend HD采用了SMF-28 Ultra200光纤,进一步降低了光缆直径,提高了光纤容量。Mini-Xtend HD光纤芯数高达288芯。对于144芯的微缆,外径降低了约21%,将144芯光缆适用的微管尺寸下调到了10/8mm。由此使每个管道的光纤容量增加至33%,为客户节省了管道资源。

记者: 随着信息化时代的来临,数据高速传输显得尤为重要。光纤光缆如何满足信息化高速传输需求?未来光纤光缆技术发展方向及潮流是什么?

SM: 这个问题可以分成两部分。对于数据中心内部的互联,由于数据中心内东西向大流量数据的交换以及超大规模数据中心的出现,对于光纤容量和速率要求更高。因此对OM3和OM4等高带宽多模光纤的需求会有大幅度增加。同时超大规模数据中心的单模光纤应用也会增加,未来数据中心光进铜退的趋势会更加明显。另一方面,对于数据中心之间的连接,要求点对点并且低时延传输,尽量减少电再生,这也给超低损耗光纤带来市场机会。


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