Page 37 - 网络电信2019年6月刊下
P. 37

需要超低损耗或大有效面积单模光纤来完成。                                 性能和尺寸的要求需要进一步提高，特别是在光纤具备低损耗
                海洋通信和监测：海洋资源的开采、海岛建设、海洋经济                        抗弯曲性能的同时，拥有更小尺寸涂层直径的160/180μm光纤
            和旅游发展、海岛居民生活改善、军用海防建设及海洋科学研                          是未来接入网光纤发展趋势之一。
            究等快速发展，迫切需要更低损耗、更大容量的单模光纤来填                              2. 面向物联网的特种光纤
            补市场空白。                                                   作为5G移动通信时代的重要组成部分，物联网具有广阔的
                                                                 发展前景，其中传感器技术是最关键的技术之一。传统电子技
                二、5G 应用型光纤                                       术的传感系统受到高温、高压、电磁场、真空等极端环境条件
                1. 面向FTTX的新型光纤                                   下，往往满足不了实际应用需求，然而光纤传感技术却可以很
                FTTX作为新一代的光纤用户接入网，用于连接电信运营商                      好地克服这些困难，满足了极端环境条件下的传感与测量。
            和终端用户，通常指无源光纤接入网。FTTX宽带光接入网采用                            为满足光纤传感技术适应极端环境条件，研究开发耐极端
            光纤媒质代替部分或者全部的传统金属线媒质，将光纤从局端                          环境的特种光纤变得尤为重要。光纤在其他极端条件如腐蚀、
            位置延伸至用户端，将光节点（ONU）部署至传统接入网络的灵                        高压等可凭借光缆构造来克服，但在高温环境中长时间保证较
            活点（FP）和分配点（DP），最终到达用户设备或用户网络。                        好的光学性能和机械强度，需提高光纤本身的耐热和机械性
            FTTX接入网根据ONU位置的不同而具有不同的应用模型，例如                       能。
            光纤到交接箱（FTTCab）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边                         普 通 紫 外 光 固 化 丙 烯 酸 涂 层 光 纤 使 用 温 度 范 围
                                      [2]
            （FTTC）、光纤到户（FTTH）等 。                                 为-60℃~85℃，长期在超过85℃的环境中会热老化，若环境中
                FTTH作为接入网最后一公里，面向客户端的接入技术始终                      还存在有氧气的条件下，此类光纤会发生热氧老化，从而加速
            是限制高带宽业务快速发展的难点问题，受复杂应用场合（拐                          涂层分子链断裂，导致光纤表面微裂纹的扩张，最终光纤失
            角、楼宇、折弯等）的影响，特别是面向高密度小尺寸的管道                          效。因此光纤的热稳定性及使用寿命与其涂层存在着密切联
            光缆，在这些光缆中光纤所处的应用环境应具备以下特点：                           系。
                1)纤芯密度大：在馈线光缆中和配线光缆中，为了适应并                           相较于普通丙烯酸树脂涂层，采用一种新型耐高温丙烯酸
            节省紧张的管道资源，光缆的外径要尽量小，光缆中的光纤就                          树脂，并对传统涂覆工艺进行优化，使用单层涂覆工艺取代传
            比较密集，容易造成相互间挤压。                                      统内外双涂覆工艺。此类单涂层耐高温丙烯酸树脂光纤在150℃
                2)安装半径小：入户光缆往往面临小安装半径、直角转                        可长期使用，1550nm衰减小于0.25dB/km，其衰减水平及其它
            弯、在小型接头盒中成端并大圈等恶劣的安装环境。                              光纤参数与普通光纤基本持平，在成缆过程中不会产生附加成
                3)易受外力挤压：入户光缆和工作区跳线一般采用软光                        本。此外这类光纤外涂层直径为200μm，涂覆工艺简单，实际
            缆，在室内安装时人们习惯于用电线卡直接钉在墙上，工作区                          生产效率高，具有广阔的市场前景。
            内的软跳线也非常容易受到意外的挤压。                                       若要获得更高使用温度范围的耐高温光纤，通常采用双涂
                4)光纤管理单元的尺寸越来越小：这些光缆管理单元存在                       层耐热硅胶光纤。内外涂层采用两种不同模量的有机硅胶，内
            于配线箱、光纤接头盒等。                                         涂层使用模量较低的硅胶，由于内涂层与裸光纤相接触，内涂
                传统外涂直径245μm光纤无法满足FTTX复杂应用环境条                     层硅胶还需较好的粘合性；外涂层使用模量较高的硅胶，固化
            件，因此研究开发一种新型的具备更小尺寸、优良的抗弯曲性                          后质地坚硬且表面光滑，可很好地保护光纤免受外界影响。这
            能且能广泛的应用于FTTX场合的产品，是未来接入网光纤发展                        种光纤采用湿对干的涂覆工艺，裸纤先通过内涂模具，UV固化
            趋势之一。目前推出的200μm的G.657.A系列光纤，已普遍在                     形成直径190μm的光纤；再通过外涂模具，UV固化形成245μm
            FTTX工程建设中运用，可以在有限的空间中引入更多芯数的光                        的光纤。最后将光纤放入恒温箱内处理半个小时后，通过紧套
            缆，实现了对现有管道资源的更充分利用，为新的100G、400G                      装置在光纤表面包裹一层聚四氟乙烯，最终形成双涂层耐热硅
            及以上网络部署和现有网络升级提供坚实的基础。                               胶光纤。此类光纤可在200℃环境下长期使用，具有高强度、耐
                若要进一步满足FTTH复杂应用环境，开发160/180μm的                   腐蚀、抗疲劳等特性。
            G.657.A光纤，160/180μm光纤比传统光纤的尺寸小了近50%，                     当使用温度高达300℃，耐高温光纤涂层材料通常选用聚酰
            大大减小线缆尺寸，节约管道资源，降低下游厂商的综合建设                          亚胺PI，相较于其他高分子材料，其耐热性好，玻璃化转变温
            成本。此类小尺寸光纤在外涂尺寸降低的同时，保留了125μm                        度为350℃~400℃且分解温度超过500℃；热膨胀系数低且具有
            的玻璃直径，可以很好的兼容现有网络系统中使用的光纤。由                          优良的机械性能，抗张强度超过100MPa。目前主要有两种生产
            于涂层尺寸的减小，对于光纤强度及宏弯提出更高的要求，在                          工艺，分别为卧式、立式烘烤箱涂覆光纤工艺。两种工艺生产
            FTTX网络的建设过程中，具有良好抗弯曲性能的160/180μm光                    的耐高温光纤单侧涂层厚度在15~25μm，聚酰亚胺光纤1310nm
            纤可通过增大芯/包层相对折射率n和减小模场直径MFD、增大截                       衰减小于1.0dB/km，1550nm衰减小于0.8dB/km。该类光纤可长
            止波长λc来实现。此外160/180μm光纤的涂料粘度、模量、固                     期在300℃环境中使用，可短期在300℃~400℃条件下使用，并
            化度与普通光纤存在差别，涂料的参数及拉丝涂覆工艺也需要                          可在真空及高压的环境下使用且具有生物友好性，广泛应用在
            进行调整。                                                光纤传能、航空航天及生物医药等领域。
                着眼未来，在万物互联的大背景下，FTTX网络工程对于抗                          若当使用温度高达400℃，之前三种高分子类涂层的耐高
            弯曲型光纤的需求越来越高，在5G时代来临的背景下，对光纤                         温光纤无法满足这一要求，通常考虑金属涂层光纤。相较于高

                                                       网络电信 二零二零年六月                                            57
   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42