G.654E光纤到底是怎样的？ – WaytoICT

光纤，我们已经在公众号上聊过很多次。光纤是光纤传输通信系统的介质。如果能在光纤中尽可能承载多的波长(40–80–96–120–…)，同时单个波长的速率越来越大（100G–200G–400G–800G–…），还要传输的足够远（一个筋斗10万8千里无中继…..）。

先说，传得多传得远。我们的第一印象是光纤的损耗必须要低。或许曾经我们有说过，光纤的损减已经不是影响DWDM系统性能的主要因子，这话其实对也不对。光纤的损耗的确是可以通过光放大来补偿，但是光放大会带来ASE噪声，也增加了成本。第二个思路是提高入纤光功率，功率越大，可消耗得多，但会带来非性线影响。

从衰耗说起，光纤的损耗可以总结为两大类，一个是光纤自身固有损耗，包括瑞利散射、红外吸收和紫外吸收；另一个是外在损耗，包括OH离子和TM（过渡金属）引起的吸收、波导缺陷引起的散射以及光纤弯曲效应引起的损耗。

自从1986年人们提出用纯硅芯光纤制作低损耗光纤以来，科学们就想破脑袋要把衰减打下去。下面是近些年的光纤损耗趋势。

不过要使光纤损耗降低，就需要较高的提纯工艺，比如说采用纯石英芯区材料设计。同时也发现，瑞利散射是降低光纤损耗的重要因素。也就是说减少光纤损耗的最大机会在于处理瑞利散射。这涉及到对光纤中二氧化硅的原子分布的处理。

现在大量敷设的光纤是G.652D，超低损耗G.652D的损耗在0.175dB/km左右，超低损耗的商用G.654E大约在0.165dB/km左右。可以看出，100km距离G.654E相对G.652光纤也就少了不到1dB。G.654E的在城域几十几百公里上，考虑成本因素等，并不划算。

另外，要传得远，还可以提高入纤光功率。虽然在高速率相干通信下，波特率已经从64Gbd增加到90Gbd，甚至达到130Gbd及以上。也就意味着可允许更大入纤功率，但入纤功率与OSNR之间的关系却不是线性增加的，随着功率的增大也就带来更加严重的非线性影响，最终信号劣化。

究其原因是，在光纤有效面积一定的时候，入纤光功率在单位面积上的密度会随着功率的增加而增大，带来非常严重的非线性效应。参考：光纤中的非线性效应是怎么回事？当超过某个上限后，OSNR并不是随着功率增加而增加。

光纤的非线性由其非线性系数描述，公式如下：

其中，Aeff 是光纤的有效面积，n2 是非线性折射率。由于光纤的非线性折射率变化不大，因此从光纤的角度来看，降低光纤非线性系数的唯一方法就是增大光纤的有效面积。

而大有效面积又与光纤的什么参数相关呢？对，就是模场直径MFD。

其中，MFD是模场直径。Aeff的单位是μm²。通常为了更直观的展示，直接都用Aeff有效面积来表示光纤的抗非线性的指标。我们现存的G.652D光纤的有效面积大约在80μm²。ITU-T描述的G.654E典型有效面积值为110-125 μm²。

实际上已经有厂家把G.654E光纤的有效面积做到了130μm²。根据经验数据，相比G.652D光纤，同等条件下，入纤光功率可以提升2dB左右。

所以G.654E现在被推荐应用到长途干线网络中，宣称是长距离高速传输之首选。如果我们还是基于原来的C波段，特别是C++波段（1524.3nm-1572.27nm），只是把G.652D光纤换掉，或者新建G.654E光纤。除了成本，我们得考虑至少两个方面的问题，一个是G.654E的截止波长保证单模传输，二个必然存在与G.652D的对接损耗。

对于G.654E光纤来说，要想在 C++ 和甚至当前火热的 C+++L++ 系统内实现单模传输，传输的波长必须大于 1530 nm。因为G.654E的截止波长是1530nm。，波长小于这个值的，在654E光纤中就不再是单模传输了。也就是说保持设备不变，直接换掉G.652D光纤，1524.3nm-1530nm之间的波是用不了的。为什么G.652可以，G.652的截止波长是1260nm，故不存在这个问题。