Page 15 - 网络电信2024年12月刊

G.654光纤衰减降低的多途径探讨及其应用

刘永 戚仁宝 管弘丰 罗干 贺作为
江苏亨通光纤科技有限公司 江苏苏州 215000

摘要：随着通信技术的飞速进步，光纤传输性能的要求不断升级。G.654光纤因其在长距离及高速
传输中展现的低损耗优势而备受关注。本文详尽分析了G.654光纤的固有与外在损耗原因及其影响，探
讨了主要的损耗机制，包括紫外与红外吸收、瑞利散射、OH和TM吸收、波导缺陷及弯曲损耗等。基于
这些损耗因素，提出了降低衰减的策略和措施，如优化光纤的制造工艺和过程管理。特别是，通过降低
瑞利散射系数和调整假想温度，采纳新式退火结构，有效减少了光纤的固有损耗。本研究不仅实现了
G.654光纤平均衰减水平的降低，增强了对其衰减机理的理解，同时也为未来光纤通信技术的发展提供
了理论依据和实践指导。

关键词：G.654光纤；瑞利散射；光纤制造工艺；拉曼光谱

在现代通信系统中，光纤技术以其极高的数据传输速率和 光纤制造工艺来降低光纤损耗的可能性。旨在为光纤通信领域
远距离传输能力，已成为信息时代的基石。特别是G.654光纤， 提供实际可行的解决方案，以满足未来通信网络对高效率和高
在长距离海底及陆地通信中因低损耗表现而受到广泛关注。尽 稳定性的需求。
管如此，其传输效率仍受固有损耗和外在损耗的制约，主要损
耗汇总如图1所示。固有损耗主要包括i材料吸收（如紫外和红 1、光纤损耗机制
外吸收）以及由光纤材料中硅和氧原子不规则排列引起的瑞利
散射。外在损耗则包括杂质吸收（如OH和TM元素）、波导污染 1.1 固有损耗
和弯曲损耗等。 固有损耗主要包括紫外吸收、红外吸收以及瑞利散射。
图1 光纤中能量损失贡献的频谱依赖性及弯曲损耗[1][2] 紫外和红外吸收源于光纤材料（主要是硅）在特定波长下的光
能吸收，而瑞利散射则由光纤材料内部微观结构的不均匀性引
随着光纤网络朝着更宽带宽和更高数据速率发展，不断提 起，是光纤中最主要的损耗来源。
高光纤性能已成为行业的重点。因此，深入探究如何在制造和 1.1.1 紫外吸收
实际应用中减少光纤损耗，对推动光通信技术进步具有重要的 紫外吸收主要发生在光纤传输光谱的紫外端，即在波长较
理论和实际意义。 短的区域。这种吸收现象是由于光纤材料中存在的电子跃迁引
起的，特别是硅基材料中的电子在接收到足够能量时，从价带
本文系统分析了G.654光纤的损耗机制，并探讨了通过优化 跃迁到导带，从而吸收光能。
在光纤中，紫外吸收主要由两种因素引起：
1.电子跃迁：当光纤中的光波光子能量达到或超过材料的
带隙能量时，光子被材料中的电子吸收，使得电子从较低的能
级跃迁到较高的能级。这一过程主要发生在光谱的紫外部分。
2. 杂质和缺陷：光纤材料中的杂质或结构缺陷也会引起紫
外吸收。例如，硅材料中的氧杂质和其他非晶区域可以形成能

网络电信 二零二四年十二月 13