Page 25 - 网络电信2024年9月刊

光通信

超低损耗大有效面积G.654.E光纤研制

陈浩，张飞，李宝东，杨文博，翟云霄，劳雪刚
江苏亨通光纤科技有限公司，江苏亨通光导新材料有限公司，江苏苏州 215006

摘要：光纤衰减80%由瑞利散射组成，瑞利散射又可以分为密度波动和浓度波动，浓度波动和掺杂
剂含量相关；密度波动和光纤的假想温度呈正相关性。拉丝生产工艺中，光纤的冷却速率决定光纤的假
想温度。本文通过掺氟工艺制备光纤预制棒，通过调控预制棒掺氟浓度和拉丝冷却速率调控光纤假想温
度，制备了超低衰减（≤0.150dB/km）大有效面积G.654.E光纤。

关键词：石英光纤；瑞利散射；假想温度；拉曼光谱

引言 个常数，它是由光纤结构不完善引起的衰减：是一个波长的函
数，它描述由光纤杂质吸收衰减。图2-1形象的描述了光纤中光
随着超级云计算、大数据中心工业互联网等为代表的新型 损耗的产生机理。
基础设施建设的推动下，数字化社会的发展对有线和无线接入
带宽的需求呈现爆炸式增长。光纤的衰减系数和有效面积是大 图1 光纤中光损耗产生的机理和分类
容量、长距离、高速率传输的关键因素。G.654.E光纤具有更低
的衰减系数，可以延长传输距离，减少中继站数量，降低建设
成本；更大的有效面积，可以提高入纤光功率，降低非线性效
应，是400G、800G及未来Tbit/s超高速传输技术的首选光纤。
测试数据表明，对于速率将升级为400G的干线，G.654.E光纤可
望提升传输距离60%—80%，节省20%的光中继站数量、50%的电
中继站数量，降低30%的站点能耗。由此可见，G.654.E光纤的
更广泛使用是大势所趋。

本文从光纤损耗机理展开，从光纤瑞利散射、密度波动
及拉丝工艺等因素出发，实现光通信用超低损耗大有效面积
G.654.E光纤的制造。

1 光纤衰减机理

光在光纤中传输光能衰减损耗的机理是材料本身吸收损
耗、制造缺陷的不均匀引起的散色损耗、弯曲辐射损耗、连接
损耗等对光能的吸收、散色损耗。通常，可以用下列方程表征

光纤衰减的产生机理。

式中，C1是一个常数，它是瑞利散射造成的衰减；C2也是一 2 瑞利散射

瑞利散射起源于材料内部的微小随机起伏，这种密度的起

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