Page 24 - 网络电信2019年8月刊下

室、国家信息光电子创新中心、烽火通信和光迅科技联合研究 如果把一根光纤看作是一条高速公路，短波波分复用技术就好
攻关，在国内首次实现1.06Pbit/s超大容量波分复用及空分复 比将一条单车道的公路拓宽成4车道，容量增大为原来的4倍。
用的光传输系统实验。从原来的网线到现在的光纤，网络速度 烽火的抗弯宽带多模光纤产品已经用于百度数据中心等项
依靠介质载体得到了飞速的提升。目前商用的光纤速度最大传 目中，打破了某国际巨头独家供货的垄断局面。经测试，烽火
输容量是10TB/s，此次技术突破后传输容量将是现在单模光纤 抗弯宽带多模光纤制成的MPO光缆插损值较低，和该巨头光纤水
的10倍，能在1秒之内传输约130块1TB硬盘所存储的数据，可以 平相当；弯曲损耗方面还略胜一筹。
实现近300亿人同时通话，标志着我国在“超大容量、超长距 未来阶段，烽火通信还将继续推动新型OM5光纤产品的应
离、超高速率”光通信系统研究领域迈向了新的台阶。 用，广泛联合互联网厂商在数据中心发掘多模光纤更大的潜
另外，基于已有预制棒制备系统，通过对多芯光纤进行物 力。
理和几何参数设计，满足多芯光纤用于连续光栅写制的特定功
能性需求，可以将用于光传输的多芯光纤和用于光纤传感的多 四、面向智能驾驶的激光光纤技术
芯光纤有机结合起来，实现信息“主干道”和“毛细血管”的 随着5G技术的发展，大家公认智能驾驶将是5G赋能社会
无缝连接。 发展的重要应用场景。自动驾驶技术需要用到探测技术，激光
雷达是自动驾驶技术车上最重要的传感器。其售价高达数万美
三、数据中心用光纤技术得到快速发展 元，广泛应用于无人车和机器人的各个领域。
5G的一个重要应用是VR/AR。虽然现有4G网络平均吞吐量
图2
可以达到100Mbps，但一些高阶VR/AR应用需要更高的速度和更
低的延迟。ABI Research估计，到2025年AR和VR市场总额将达
到2920亿美元(AR为1510亿美元，VR为1410亿美元)。VR/AR对带
宽的需求巨大，高质量VR/AR内容处理走向云端，AI智能化、深
度学习、高速云计算等大数据交换业务使大型数据中心大量涌
现，数据中心的流量交换已经远超ZB级别，配套光纤制造技术
也随之发展壮大。
数据中心内部设备数量庞大，彼此之间由光缆连接。光纤
在设备之间传递信号，是数据中心的“神经”。数据中心设备
之间的连接距离一般在数米到数百米之间，单模光纤不但无法
发挥传输距离远的优势，而且配套器件成本相对较高。万兆多
模光纤在10Gb/s甚至更高速率的短距离应用场景下传输水平不
相较于摄像头等传感器，激光雷达探测距离更远、测量
逊于单模光纤系统，配套器件和辅件成本较低，在数据中心内
精度更高、响应速度更灵敏，不受环境光的影响，并能够生成
部设备连接中优势明显，应用前景十分明朗。
三维位置模型，是自动驾驶技术汽车的“千里眼”。铒镱共掺
多模光纤芯径尺寸较大，多种模式的光信号在光纤内传
光纤激光器为激光雷达技术提供优质的激光光源，其工作波长
导，而多种模式之间的模间色散会限制光纤通信传输距离，使
1560nm对人眼安全，非常适合未来智能驾驶的激光探测。铒镱
之最长距离不超过600米。为了保证光纤传输质量，多模光纤
共掺光纤是该类型激光器的核心元件。
的模式带宽不得低于1500MHz·km@850nm，有效带宽不得低于
铒镱共掺光纤技术的关键是在实现均匀、高浓度掺杂Er离
950MHz·km@850nm。由于数据中心内空间狭小，要求高带宽多
子和Yb离子的同时，合理调配二者的组分配比，并结合共掺剂
模光纤兼具抗弯特性，目前抗弯多模光纤主要采用PCVD工艺结
的优化使光纤在915nm和980nm处都有很高的吸收峰，使铒镱共
合高浓度氟掺杂来实现上述技术特性。PCVD工艺采用微波激发
掺光纤激光器对泵浦激光器的谱宽要求大大降低，从而可以采
形成等离子体，实现氟元素在石英中的高溶解度沉积。由于等
用成本较低的多模大功率泵浦激光器模块，在满足高功率信号
离子体沉积的厚度在微米级别，可采用逐层沉积方式，历经近
光输出要求的同时可大幅降低激光器成本，推动激光雷达的广
万次沉积，实现折射率结构精细、对模式带宽要求高的万兆多
泛应用。
模光纤。
烽火通信采用自主知识产权高性能的MCVD工艺结合高温增
烽火通信在具有自主知识产权的第四代和第五代PCVD光
发气相沉积技术进行了相关光纤的开发，并基于该技术在国内
纤预制棒系统基础上，从设备、制造、品质和服务四个角度进
开发出10/130、20/130、30/250、20/400等系列双包层掺镱光
行深度开发，成功研制出弯曲不敏感型的万兆多模光纤，包括
纤和100/140、200/220、400/440、600/660、800/880等系列传
OM3、OM4、OM5等各系列抗弯宽带多模光纤。
能光纤，已面向国内诸多光纤激光器企业，累计应用于超10万
该光纤可支持850-950nm波长范围内的至少4个波长的通信
台激光器上，打破了国外企业的市场垄断地位，实现了细分市
传输，从而能够支持最新的短波波分复用技术（SWDM，Short
场的大规模应用。
Wavelength Division Multiplexing）。与现有的并行技术相
比，短波波分复用技术可以在一根光纤上支持多个波长高带宽
传输，而不是目前普通多模光纤的仅支持850nm单个波长传输。 五、结语
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