G.654.E新型光纖——長距離高速傳輸的理想方案

一系列理論研究與試驗證明，G.654.E光纖兼具超低損耗和大有效面積特性，相較於常規的G.652光纖，可顯著提高100G、200G、400G及未來更高速率網絡長距離傳輸性能。因此，G.654.E光纖被公認為是下一代超高速長距離光傳輸性能優化的有效解決方案。

G.654.E光纖屬於新型截止波長位移單模光纖，符合G.654.E標準。該標準由國際電信聯盟電信標準化部（ITU-T）於2016年11月發布，是ITU-T G.654《截止波長位移單模光纖光纜的特性》的最新版。該標準自1988年發布以來，歷經多次修訂，其中包括G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D，主要應用于海纜通信系統。

同G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D光纖一樣，G.654.E光纖具備超低損耗、大有效面積的特點。除此之外，其獨特優勢在於工作溫度、宏彎損耗等方面。具體說來，前面四類光纖主要應用於溫度恆定在-1℃~2℃之間的海洋環境，而G.654.E光纖適用於陸上網絡，環境溫度可從-65℃變化至85℃。此外，G.654.E光纖可抵抗各類應力，具備極佳的抗彎性能，以應對陸地複雜環境中的環境壓力、彎曲應力、機械衝擊等。根據上述特點，G.654.E光纖尤其適用於陸上長距離高速傳輸網絡，而非跨洋應用。下表顯示了G.654.A、G.654.B、G.654.C、G.654.D、G.654.E標準的單模光纖光纜特性差異。

表1：G.654單模光纖光纜差異比較

G.654.E光纖提高光信噪比值

光信噪比（OSNR）是影響光傳輸質量的重要參數之一。由於G.654.E光纖具有極小的宏彎衰減和大有效面積兩個關鍵特性，能夠有效保持纖芯中的光功率，並使其更為分散地傳播，從而緩解光信噪比隨傳輸距離的降低，延長高速率傳輸距離。此處使用品質因子（FOM）方法來比較G.654.E和其他陸上長距離傳輸光纖的傳輸性能。如圖1所示，Y軸上FOM是相對於標準G.654.D光纖的Q-因子增量（用於快速表徵光纖數字傳輸系統的性能指標），可將該因數理解為傳輸距離的增加。1分貝優勢對應25%的距離增量，2分貝優勢對應60%的距離增量，3分貝優勢對應100%的距離增量。由圖可知，與其他長距離傳輸光纖相比，G.654.E光纖可提供優秀的傳輸性能，為升級到更高速率創造更大的空間。

圖1：G.654.E和其他陸上長距離傳輸光纖的傳輸性能比較

G.654.E光纖延長無電中繼傳輸距離

長距離高速光傳輸網絡在延長無電中繼傳輸距離方面面臨著巨大的挑戰。G.654.E光纖增加了纖芯尺寸，由此實現大有效面積，使得光纖可以傳輸更高的光功率。因此，與常規G.652光纖相比，該光纖可將光傳輸距離延長70%-100%。經證明，G.654.E光纖可將無電中繼傳輸距離擴展至900公里以上，減少中繼站設置。現場試驗表明，G.654.E單模光纖與摻鉺光纖放大器(EDFA)和後向分布式拉曼放大器(DRA)結合使用，可以實現2000公里的400G波分復用傳輸。

G.654.E光纖降低網絡部署成本

與常規G.652光纖相比，G.654.E光纖因其自身價格較高，理論上會增加光纖成本。然而，與在高速光纖網絡系統中部署G.652光纖相比，這一成本微不足道。由於G.652光纖的無電中繼傳輸距離較短，網絡部署中需要設置更多數量的光傳輸中繼站，由此增加總成本，而適用於長傳輸距離的G.654.E光纖則可以有效減少中繼站的總數和成本。

結語

超低損耗、大有效面積G.654.E光纖可顯著提高100G、200G、400G及更高速率的傳輸性能。未來幾年，隨着數據中心互聯(DCI)、城域網和其他長距離光纖網絡的持續大規模部署，新型G.654.E光纖將有望獲取更大的應用市場。