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光    通    信

              图5 泵浦功率一定时，G654.E和G.652.D的系统性能比较                   光纤自熔损耗的平均值为0.015dB，与G.652光纤自熔性能相近
                                                                 甚至更优，若在光纤链路中存在大量熔接点G.654.E光纤低的
                                                                 自熔损耗就会凸显其优势。G.654.E和G.652的互熔发生在跨段
                                                                 的两端与终端设备的尾纤（G.652.D）熔接，熔接损耗平均值约
                                                                 0.15dB。但由于只有链路两端才需要和G.652光纤熔接形成2个
                                                                 接头，光纤链路的总损耗增加不大，因此对系统总性能的影响
                                                                 非常小。另外，当喇曼的泵浦波长小于光纤的截止波长时，在
                                                                 传输过程中可能会在熔接点激发高阶模式（主要是LP11模）、
                                                                 且LP01模与LP11模耦合产生的多路径干涉（MPI）可能对喇曼泵
                                                                                    [4]
                                                                 浦效率产生影响。文献 详细分析了G.654.E光纤的MPI效应，
                                                                 假设在最极端情况下熔接带来的损耗全部转成LP11模的能量，
                                                                 并与LP01模耦合，此时带来的附加衰减小于0.005dB/km。等效
            势。在工程光纤通信系统设计中，一旦实际系统中的喇曼放大                          光纤衰减增加不到3%。在实际情况下，LP11模式的转化以及与
            系统装置已铺设且泵浦功率固定，将G.652.D光纤更换为G.654.                   L01模的耦合效率都不会达到100%。因此，等效光纤总衰减更
            E光纤就可以达到提升系统性能的目的。这个实验结果对采用新                         低，对喇曼泵浦效率的影响基本可忽略不计。
            型光纤提升系统性能的工程设计具有一定的参考价值。
                为了更进一步挖掘G.654.E光纤的极限传输性能，在实验
                                                                     三、结束语
            中，本文通过选用不同光纤来调整所需喇曼泵浦功率，以便                               本文对陆地用G.654.E光纤应用在喇曼放大系统的实际问
            获得同样的接收端OSNR和误码率。所需提供的泵浦功率如图6                        题进行了研究。验证了在喇曼放大系统中，即使泵浦波长低于
            （a）所示，G.654.E光纤需要最高的泵浦功率；喇曼增益和跨                      G.654.E截止波长，对系统稳定的喇曼放大也基本没有影响，同
            段损耗如图6（b）所示。G.654.E的跨段损耗值比G.652.D光纤                  时从理论计算和实验测试的角度对喇曼放大系统中G.654.E对
            高2.36dB，若将跨段损耗换算成跨段长度的话，G.654.E光纤所                   提升系统OSNR的性能进行了论证。喇曼放大系统性能是光纤衰
            能支持的跨段长度比G.652.D光纤可提高约26%。                           减、光纤有效面积和喇曼增益三者的综合体现。G.654.E光纤尽
              图6 G654.E光纤和G.652.D光纤的系统极限传输性能比较                   管其大有效面积在一定程度上降低了喇曼增益，但其综合系统
                                                                 性能优于常规G.652.D光纤。本文的研究成果对陆地高速率、长
                                                                 距离数字相干传输系统采用G.654.E光纤的实际工程建设具有一
                                                                 定的参考价值；也为利用G.654.E光纤构建超高速率、超长距离
                                                                 的超大容量的光纤传输系统提供必要理论分析和实验数据的支
                                                                 撑。



                                                                 参考文献
                                                                 [1]  DOWNIE J D,HURLEY J,ZHU X,et al.Comparison of optical
                                                                      fiber types for all-raman systems [C]//Optical Fiber Com-
                                                                      munication Conference and Exposition.March 6-10,2011,Los
                综上所述，本文从理论计算和实验测试2个方面对200Gb/
                                                                      Angeles, United States. Los Angeles: OSA and IEEE, 2011.
            sPM-16QAM高速光信号在G.652.D光纤和G.654.E光纤中的传输性
                                                                 [2]  YAMAMOTO Y, HASEGAWA T, AOSHIMA Y, et al. Practical con-
            能进行验证。G.654.E光纤可以提高入纤功率约3dB，且在固定
                                                                      sideration on Raman amplification for G.654.E fibers[C]//
            泵浦功率的实验中，尽管G.654.E光纤增大的有效面积降低了喇
                                                                      IWCS 2018 International Cable & Connectivity Symposium.
            曼增益，但是其提高了入纤光功率和低损耗性能，从而提高了
                                                                      October 14–17, 2018, Providence, USA. Providence: IWCS
            系统OSNR并达到了最好的整体系统性能。在极限传输条件下，
                                                                      Symposium Committee, 2018
            G.654.E光纤虽然需要较高的泵浦功率，但是它最终能延长跨段
                                                                 [3]  YAMAMOTO Y, Practical Aspects of G.654.E Fibers for Ter-
            长度26%。因此，要评价新型光纤在喇曼放大系统应用中的系统
                                                                      restrial Long Haul Transmission[C]//Optical Fiber Commu-
            性能，应该综合考虑光纤衰减、光纤有效面积和喇曼增益3个方
                                                                      nication Conference and Exposition.March 3-7,2019,San
            面。
                                                                      Diego, USA. San Diego: OSA and IEEE, 2019.
                4、熔接性能
                                                                 [4]  DOWNIE J D, HURLEY J, DEPEDRO H,et al.Measurements and
                超低衰减大有效面积的G.654.E光纤作为下一代高速率长
                                                                      modeling of multipath interference at wavelengths below
            距离系统传输光纤，光纤的熔接性能是一个非常关键的参数。
                                                                      cable cut-off in a G. 654 optical fiber span [J]. Optics
            G.654.E光纤的熔接主要包括2个方面：一是光纤链路中G.654.
                                                                      Express, 2017, 25(8): 9305-9311.
            E光纤的自熔；二是G.654.E光纤与G.652光纤的互熔。G.654.E
            54                                         网络电信 二零一九年七月
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