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新型光纤助力5G高速信息网络建设

2018年9月23日 11:31  中国信科集团烽火通信公司  

5G光网络需要新型超低损耗抗弯光纤

由于5G需求的拉动,2015-2020年全球每月互联网流量将从3.7EB增长到30.6EB,5年内提升10倍;年增长率达到53%。增强移动宽带,大规模物联网和低时延高可靠三大业务场景不仅推动着通信技术和设备的升级,也对传输网络的物理承载——光纤提出了新的挑战。

在5G网络主力军400G通信系统的建设中,如果仍使用传统光纤进行传输,其光电转化放大距离只能达到40G系统的10%,根本无法解决通信流量巨增这一严峻的现实问题。同时由于在极小弯曲半径下,光功率会大幅泄露至光纤包层而产生弯曲损耗,传统光纤对于密集布排线等狭小空间的应用场景也无法胜任。因此如何配套升级400G相关的光纤光缆产品成为各界从业人员关注的焦点。从光纤技术来看,降低光纤衰减可以提升整个链路的OSNR并有效延长传输距离,被认为是长距离光纤通信的首要发展方向。光纤实现从“低损耗”到“超低损耗”的技术跨域,是近几年来光纤光缆技术方面的重中之重。

目前行业内超低损耗大有效面积G.654 E光纤(即U3LA光纤)的制造技术仍旧掌握在少数厂家手中。日本和美国的两家公司在2011年前后就已经在实验室内实现了超低损耗光纤的技术;国内生产厂商起步较晚,技术积累薄弱,只有中国信科集团旗下的烽火等两家公司于2016年前后相继研发出超低损耗光纤技术,并实现小批量生产。近两年,国内超低损耗光纤技术进步飞速,已经在光纤各项指标上达到了国际水平,在产量方面也重大突破,对5G网络建设的需求作出了积极的响应。2018年,中国移动计划在新干线上试用约1万芯公里的G.654 E光纤;中国联通也计划逐次启动三条干线光缆,使用约10万芯公里的G.654 E光纤。在运营商的带领下,U3LA光纤将乘着新一代高速通信网络建设的潮流迅速发展壮大。

向光纤损耗极限进军,光纤性能不断突破

经过2年的研发和调试,烽火的U3LA光纤于2016年研制成功,并于2017年正式投产。烽火通信将U3LA光纤的有效面积提升到130μm2 ,直接面向高速率大容量的通信业务要求,抑制链路中非线性效应的产生。烽火U3LA光纤在1550nm波段的衰减平均值为0.165 dB/km,最小达到了0.152 dB/km,降低光纤衰减优化了系统的OSNR,极大地延长了光纤的无电中继传输距离。考虑到密集布排线等狭小空间的使用,烽火U3LA光纤本身的弯曲损耗达到了弯曲不敏感单模光纤G.657 A2的水平。这项不同于其他超低损耗光纤的特点,使烽火U3LA光纤具备良好的抗弯曲性能,适应多样化的光纤应用场景。

2018年6月,在上海世界移动大会(GSMA2018)上,作为5G承载的重要一环,超低损耗技术以及新型光纤光缆在此次会议上引起了诸多国内外电信运营商的关注。现场演示过程中,烽火U3LA光纤在1550nm波长窗口实测数据为0.162 dB/km,给参会代表留下了深刻的印象。

烽火光纤一脉相承,科技转化成果喜人

始于上世纪70年代,烽火光纤研发团队曾拉制出国内第一根光纤,经过40年的技术积淀,烽火光纤研发团队在首席科学家“中国光纤之父”赵梓森院士的带领下,已具备了强大的光纤设计、研发和制造能力。U3LA光纤从研发到生产的各个环节,烽火光纤研发团队,包括武汉邮电科学研究院国家重点实验室,都提供了充分的支持。赵梓森院士对U3LA光纤的进展也十分关注,对光纤设计提供了宝贵的指导和建议,并将团队研究成果以专利委托的形式在烽火通信进行产出转化,以实现强大的生产规模,为我国下一代通信网络提供优质、充足的光纤光缆产品。

2018年上半年,烽火作为国内光纤光缆的代表性企业,成功中标中交信通的采购计划。中交信通作为新兴的通信服务商,具有大量管线资源和高安全级路由的优势。在2018~2020年,中交信通G.654 E的线路铺设长度将达到数万芯公里,建设总投资超过10亿元,建设完成后能够在骨干网中实现一二线大型城市高速互联的目标,满足高速通信业务的新需求。

烽火U3LA光纤将作为400G高速通信线路的主力军,一方面不断突破自我,在现有超低损耗的基础上继续前进,另一方面把握时代脉搏,与时俱进,将强大的技术优势转化为市场资源,为响应国家“宽带中国”,“网络强国”的号召做出应有的贡献。

编 辑:孙秀杰
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