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G.654E光纤光缆的研制及应用

时间:2016-12-02 13:50:43

 

前段时间,看到华为一段VCR——关于5G时代、万物互联的未来场景,感觉非常美好,令人心驰神往。那样的生活对网络提出了新的要求,带宽更高、速率更快,网络从100G到400G也是必然。这样的网络对整个系统提出两个需求——一是增加光信噪比(OSNR),另一个是降低非线性效应,这样一来,对光纤也提出了两个要求,即:超低损耗和更大的有效面积,使光能传播得更远、功率越高。以上提出的要求其实就是我们常提的G.654E光纤的关键所在。
 
G.654E光纤从剖面结构上来说,跟常规的光纤比起来,看似一样,实则另有乾坤。G.654要求纯硅芯,只能在包层进行掺杂元素。VAD是目前世界上适用于制造纯二氧化硅芯预制棒的最佳工艺之一。采用VAD技术进行纯二氧化硅芯棒松散体的制作,沉积过程通过精确控制气体流量以及加热喷灯的温度,进一步增加反应釜内气体流场的稳定性,从而减小SiO2沉积引起的密度波动。G654.E制作最关键的是沉积的密度,在后续掺杂过程中起到了至关重要的作用。掺杂有两种方法,一种是在沉积过程中掺杂,另一种是在烧结过程中掺杂。沉积过程的掺杂浓度控制很困难,还要面临烧结过程中氟元素的扩散问题;烧结过程中的掺杂容易引入水分子,进而导致氟气体材料(CF4)用量增加。两种掺杂方式各有优劣,前者操作复杂,后者成本较高。通过对纯硅芯预制棒拉丝工艺的研究,我们发现芯-包界面的粘度的不匹配容易导致拉丝过程出现残余应力引起附加损耗,而残余应力与拉丝张力、预制棒的剖面结构等工艺参数有关。若对剖面进行梯度型设计,可以有效减小拉制后光纤的附加损耗。
 
富通研发的G.654E光纤经中国泰尔实验室的检测(报告编号B16X73075),符合GB/T 9771.2-2008《通信用单模光纤 第2部分:截止波长位移单模光纤特性》和企业标准Q/FSO-J2-01-201-2016《大有效面积超低损耗单模光纤》的要求指标,产品主要技术指标如下:

光纤光学特性如下:

光纤的机械性能如下:

光纤的环境性能如下:

富通的VAD工艺开发了一种纯硅芯松散体沉积技术,主要是采用自主设计的激光控制系统和温度压力恒定供料系统进行芯棒沉积控制,大大提高芯棒沉积稳定性,同时使松散体的密度控制在要求的范围内;同时,富通研究开发了一种玻璃化掺氟工艺,主要采用创新性的松散体玻璃化掺氟工艺,芯层组分是纯二氧化硅,通过理论研究和工艺开发,实现预制棒包层的均匀掺氟,大大提高预制棒包层掺氟的浓度;第三个创新点在于研究开发了一种石墨炉玻璃化技术,采用石墨电阻炉进行玻璃化加热,这不仅可以大大节约成本,还大大增加了玻璃化过程的热能均匀分布。富通也因此申请了发明专利,其中,《一种光纤预制棒包层掺氟的方法》、《一种用于烧结玻璃松散体的石墨》已得到发明专利授权。经浙江省科技信息研究院查新报告结论显示:经比较分析,富通采用自有专利制作的纯二氧化硅芯棒松散体,采用双喷灯技术,两个原料喷灯成一定的角度,在上述所检文献中,除富通集团申请的相关专利中部分述及外,未见其他文献具体述及。
在G.654E光缆的研制上,富通依据TD/T 901-2009《层绞式通信用室外光缆》和YD/T 1114-2015《无卤阻燃光缆》,根据特定的要求设计出光缆GYTA和GYTZA。对GYTA和GYTZA两种样品进行了全性能测试,所有性能均完全满足相关标准和使用的要求。成缆后光纤在1550nm窗口的传输损耗均小于0.170dB/km,平均值为0.165dB/km。目前,富通的G.654E光缆将应用于中国联通铺设的新疆哈密—巴里坤干线、山东青岛—济南干线,以及中国移动铺设的辽宁省际干线。
目前,市场上的普通的单模光纤G.652市场单价约70-80元/km;超低损耗光纤单价为200-400元/km,大有效面积超低损耗单模光纤单价则更高,充分体现出了大有效面积超低损耗单模光纤高技术含量高附加值的特点,因此该光纤的利润也非常可观。
大有效面积超低损耗单模光纤的推出,符合国家产业政策,紧紧把握光纤行业的需求和技术发展趋势,注重核心技术的开发和掌握,满足我国光纤产业健康发展的需求,不受制于国际大公司。同时,将进一步带动光缆,光纤传输系统的共同发展。本产品的推出可,对于打破国外技术垄断具有非常重要的社会价值。
富通集团本着开放、合作、分享的原则,与上下游共同实现优势互补、互相助力、合作共赢,合力推动国际国内光纤、光缆行业的产业化标准及规范制定,通过资本、技术、智能制造、智能产品、智能服务等方面与合作伙伴进行全方位的系统合作。此外,富通集团致力于光通信产品在技术研发、原料供应、生产制造、应用市场上实现全球布局。当下,富通紧紧把握“‘互联网 +’和‘工业 4.0’”所带来的光通信行业战略机遇期,力争在 2020 年建成全球光纤、光缆领域具有竞争力的企业集团,同时全面实施“‘五位一体’的‘第二主业’”,打造面向2025年具有全球竞争力的综合线缆企业集团,为成为全球知名的企业集团;成为受社会尊敬、可持续发展的企业不懈努力。


  富通集团  张立永
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