Page 26 - 网络电信2018年12月刊下

光 通 信

小芯径渐变折射率单模多模通用光纤研究

肖武丰，黄荣，王润涵，王海鹰，张方海
光纤光缆制备技术国家重点实验室
长飞光纤光缆股份有限公司

摘要：本文介绍了一种新型的抗
弯小芯径渐变折射率单模多模通用
光纤，该光纤能够同时支持在850nm
至950nm波段的100G多模传输和1270
nm 至1330 nm的100G单模传输。
关键词：渐变折射率；小芯径；
抗弯；多模传输；单模传输；单模
多模通用；数据中心；5G前传

前言 并通过传输实验，证明该光纤能够同时支持在850nm至950nm波
多模光纤和垂直腔面发射激光器（VCSEL）多模光模块、 段的100G多模传输和1270nm至1330 nm的100G单模传输。
单模光纤和单模光模块均可用于数据中心。其中，受益于VCSEL
光模块较低的成本和功耗，多模传输系统在短距离传输场景中 一、光纤的设计及其制备
[1]
占主导地位 。由于多模光纤的传输速率和传输距离受到模间 小芯径渐变折射率单模多模通用光纤（SDF）具有类似于
色散和色度色散的限制，随着新型超大型数据中心对带宽和传 常规渐变折射率多模光纤芯层的α折射率分布，但其芯层直
输距离要求的进一步提高，多模光纤系统在中长传输距离的场 径小于50um，该光纤的折射率分布示意图如图1所示。应用于
景应用受限。单模光纤能够实现更大的数据传输速率和更远的 如LAN、数据中心等场景，IEC 60793-2-10标准要求A1a.3b/
传输距离，但由于单模光模块的高成本和单模传输系统的高功 A1a.4b多模光纤具有较小的宏弯损耗，如以7.5mm为半径弯曲2
耗，在部署新的数据中心时，运营商经常面临多模光纤和单模 匝时在850nm处宏弯损耗小于0.2dB，在1300nm处小于0.5dB。因
光纤之间的选择。选择合适的光纤不仅是一项财政决策，也是 此小芯径渐变折射率单模多模通用光纤在外包层中增加了低折
一项战略性技术决策。 射率的下陷层，以减小其宏弯损耗。此外，剖面还对小芯径渐
多模和单模传输系统各有各的优点和缺点，在当前情况 变折射率单模多模通用光纤的基模LP01模场直径（MFD）进行了
下，使用多模光纤和便宜的VCSEL光源进行短距离组网建设是 优化，以匹配用于单模传输系统的标准单模光纤的模场直径。
合理的，但如果网络需要进一步提速升级至1310nm波长时，就 图1 单模多模通用光纤的折射率剖面示意图
需要改造成单模传输系统，重新铺设单模光纤光缆或者铺设单
模、多模光纤混合缆将大大增加投入成本。
为了解决上述问题，设计一种可以同时支持多模和单模
传输的光纤是可行性较高的方法。这种光纤不仅能够满足短距
离、低成本多模传输，也能够匹配单模光模块实现高速率、远
距离传输，可以大大降低网络运营和升级改造费用，因此小芯
径渐变折射率单模多模通用光纤应运而生。
小芯径渐变折射率单模多模通用光纤能够同时支持多模传
输和单模传输，能够简化光纤光缆的管理并降低未来带宽升级
的成本。较小的芯径还可以降低带宽对波长的敏感度，这意味
着该光纤可以支持短波长波分复用（SWDM）的多模传输。这种
单模多模通用的小芯径渐变折射率光纤可以用于数据中心和5G
前传之中。此外，小芯径渐变折射率光纤还可以制备成多芯光
纤，支持空分复用，以满足未来带宽进一步升级的需求。 采用等离子体化学气相沉积（PCVD）的工艺制备光纤预制
棒，可以更精确地控制其剖面的折射率分布，制备出的抗弯小
本文成功制备出一种新型的抗弯小芯径渐变折射率单模多
模通用光纤，介绍了该光纤的设计、制备以及主要性能参数， 芯径渐变折射率单模多模通用光纤的主要性能参数如表1所示。

58 网络电信 二零一八年十二月