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新型光纤技术发展现状
1970年光纤损耗做到了20dB/km，到今天，光纤损耗可以突破到0.146dB/km。近期对新型光纤技术的关注主要集中在低损光纤LL(low loss)、超低损光纤ULL(ultra low loss)和大有效面积光纤LEAF(large effective area fiber)3类，如图所示。
普通G.652光纤的纤芯材料为掺锗二氧化硅，有效面积为85μm2，典型损耗为0.19～0.20dB/km。低损光纤的纤芯材料也是掺锗二氧化硅，有效面积为85μm2，典型损耗为0.185dB/km。超低损光纤的纤芯材料为纯二氧化硅，通过纯二氧化硅来降低损耗，有效面积为85μm2，典型损耗为0.17dB/km。大有效面积光纤的有效面积为110～130μm2，典型损耗可以降低到0.16dB/km以下。
图 新型光纤截面图
低损耗G.652光纤(low loss fiber,LL)和普通G.652光纤区别不大，纤芯由掺锗的二氧化硅制成。低损耗单模光纤不改变现有G.652D光纤的波导结构，其工艺主要是通过改善光纤内部的应力,从而优化瑞利散射来降低损耗。超低损耗、纯硅芯单模光纤是通过改进光纤的折射率和制造工艺，在芯层中没有掺杂锗元素，减小了瑞利散射损耗，进一步降低了光纤损耗;大有效面积单模光纤在低损、超低损光纤的技术上，再通过增加光纤的模场直径、调整折射率差来实现较大的有效面积，兼有低损耗并能抑制光纤非线性效应的优点。
掺锗纤芯的标准单模光纤和纯SiO2纤芯单模光纤在折射率分布上有明显的区别。为了保持纤芯和包层直接的折射率差，需要降低包层的折射率，这主要通过在包层中掺杂氟等元素来实现。通过纯硅纤芯的技术，石英光纤的衰减可以进一步降低到理论的最低值0.15dB/km。应用于陆上长途传输的超低损光纤，在降低衰减的同时还需要考虑和现有大量铺设的G.652光纤兼容，采用与传统G.652光纤一致的有效面积和模场直径，给工程施工和客户应用带来便利。
超低损光纤呈现两大发展趋势
超低损耗光纤的传输性能已经在实验室和现网测试得到了验证，并且在国家电网及国外运营商规模使用，产品的可靠性和优异的衰减特性得到充分验证。为了更好地满足运营商大规模应用，助力400G系统的部署。超低损光纤主要有两个发展趋势。
光纤衰减进一步降低随着预制棒制造技术和拉丝技术的不断进步，ULL光纤的衰减可以从现在的0.17dB/km继续降低到0.16dB/km。光纤衰减越低，跨段损耗越小，可以提升更多的OSNR，帮助系统传输更远的距离。
光纤成本进一步优化目前超低损耗光纤由于采用纯硅纤芯技术，光纤价格较高，是普通G.652光纤的3～4倍，是G.655光纤的1.5倍左右。随着工艺的改进，供应商的增加和生产规模的扩大，超低损耗光纤的成本和价格也会不断降低。
另外，光缆工程的投资大部分是施工、管道租赁等费用，光纤在整个光缆工程中的投资占比较小，但对于提升传输系统意义重大。采用性能优异的光纤，可以延长光复用段的传输距离，减少系统设备的投资。
对于大有效面积光纤，能够有效降低非线性效应带来的系统损伤，可以提高400G系统的OSNR，延长传输距离，但考虑到工程中使用大有效面积光纤与常规光纤的对接，存在成缆和熔接，以及工程施工带来的附加损耗，实际传输效果需要通过实际工程进行进一步验证。
超低损光纤的应用主要和其延伸传输距离的功效密不可分，近期可以在以下场景中使用:
400G在一些场景传输距离不足，新型超低损光纤可以增加400G的传输距离。
新型超低损光纤还有望用于长距离直达链路。以从北京到广州为例，如果铺设超低损光纤，则有望用100G光传输系统实现3000km的直达链路而不需要电再生。
此外，远期还可以用于光电混合交叉场景。由于光交叉不能进行信号电再生，所以需要通过新型低损耗光纤延长信号的传输距离。
小结
升级光纤、光放大器等基础资源是增加400G系统传输距离的有效手段。其中骨干光缆敷设成本巨大，需要提前2～3年统一规划。虽然超低损光纤自身成本较高，但是随之带来传输距离的增加和中继节点的减少，能够使系统总成本大幅降低。
超低损耗光纤是未来干线传输系统演进的根基，可提前做好布局和准备，随着超低损耗光纤应用的扩大和更多厂家对研发的投入，超低损耗光纤的产业链日趋强大，规模应用指日可待。
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