科普一下Y8T258 G.654E光纖的幾個特性
G.654E聊起這個光纖,經常提到的幾個特性如下
超低損耗
超大帶寬
截止波長位移
降低光纖損耗,這個容易理解,2020合集第182-190頁寫的就是1966年開始通過化學提純的方法來濾除硅酸鹽玻璃中的雜質,降低雜質產生的光吸收,降低損耗,用于光纖低損耗通信。
再低一些的損耗,就要考慮波長、粗糙度、紅外吸收、瑞利散射、芯層雜質...等因素,目前的光纖損耗可以接近理論極限
Y7T361 光纖損耗
產業的選擇在于性價比的權衡,比如純硅芯光纖損耗更低,但價格高一些,普通的摻鍺光纖損耗略大一些,好在價格便宜,就有了不同場景下基于性價比權衡采購不同的光纖類型。
超大帶寬是個什么意思?
核心網、骨干網等采用DWDM的波分復用方式來提高光纖的傳輸容量,也就是一根光纖能復用多少個波長??每個波長又能傳輸多少個比特(干線相干光模塊的單波長速率說的100G、400G、600G、800G、1.2T...,就是指每秒多少個bit的意思。)
放很多個波長能實現超大帶寬,但這個受限于極限功率,光進入光纖,這是攜帶有信號的光,噪聲則有各種來源,噪聲的總和可以計算。
提高入射光功率,就等于提升信噪比,因為信號提高而噪聲沒變。
下圖就是理想情況,也是經常看到的那個“香農極限”,是吧
但,光纖的纖芯畢竟是一個玻璃,當入纖功率太大,會引起非線性效應,之前寫過的四波混頻、自相位調制、交叉相位調制、自聚焦等等....,這些都寫在合集中。
由于非線性效應的存在,入纖功率太大,則會出現光信噪比的劣勢,且功率越大,信噪比的劣化越明顯。
入纖光功率與信噪比的關系,就出現了隨著入纖功率的增大,信噪比有一個逐步增大后逐步降低的過程。
對光纖來說,其最佳信噪比就出現了一個上限。在光模塊而言,不突破光纖上限信噪比的前提下,通過編碼、概率功率分配等等措施,盡量提升自己的信道容量。
反過來,光纖自己也能為提高傳輸容量做出自己的一份貢獻,解決措施就是擴大有效面積。
傳統的G.652光纖,有效面積80平方微米,那擴大有效面積,也就是G.654光纖把有效面積擴大到110平方微米,后來又擴大到130平方微米
通過擴大有效面積,降低纖芯的功率密度,在不降低光信噪比的前提下,可提高入纖光功率,從而實現“增大帶寬”的信息傳輸目的。
Y7T195 《光的力量8》截止波長位移
擴大了有效面積,帶來另一個隱患,對于小波長的光,很容易出現多模。合集2020第173頁。
對光纖來說,大于某個波長,纖芯傳輸的波導才能保證是“單模”傳輸。
G.652光纖,有效面積小,80平方微米,它可以保證1260nm波長以上的頻率在光纖中的傳輸只有基模,小于這個波長,有多少個光學模式就管不了了。
而G.654光纖,為了增大帶寬特意加大有效面積,那么在1260nm,它都沒辦法保證是單模,為了遷就大帶寬的更高優先級的應用需求,所以就對應用波長做出妥協,只允許1530nm以上波長的光進行傳輸,小于1530nm的波長,本光纖不保證單模,就別用了。
截止波長位移與增大帶寬是一回事,增大信息傳輸容量是目的,截止波長位移是做出的妥協與犧牲。
審核編輯:劉清
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( 發表人:劉芹 )