通信用特種光纖

  ICC訊 從“1G”到“5G”, 從“大哥大”到智能手機(jī)，現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展給全球帶來了翻天覆地的變化，光通信網(wǎng)絡(luò)承載了絕大多數(shù)的信息傳送業(yè)務(wù)，新的通信時代為人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、超高清直播等等一系列應(yīng)用帶來了可能。

  光纖通信網(wǎng)絡(luò)是一種由光作為信息載體，通過光纖傳輸光信號的通信方式。簡單來講，就是將圖像、聲音等信息轉(zhuǎn)換為光信號，以光纖為載體，將光信號從光發(fā)射機(jī)傳輸?shù)搅硪欢说墓饨邮諜C(jī)中，然后將光信號解調(diào)為對應(yīng)的圖像、聲音等信息。

  光纖通信的飛速發(fā)展極大推動了光器件的發(fā)展。在光網(wǎng)絡(luò)中，光的傳輸是通過低損耗通信傳輸光纖完成，而光信號的處理則由光器件完成，例如光纖放大器、耦合器以及各類尾纖等等。光器件的小型化發(fā)展，對通信用器件光纖的要求也愈來愈高，對小型化、多功能性、彎曲不敏感等性能提出了更高的要求。

  長飛光纖光纜股份有限公司(以下簡稱“長飛公司”)在通信行業(yè)中有著不可或缺的地位，針對光通信行業(yè)的“井噴式”發(fā)展，不僅僅在市場上推出G.654、OM5等新型的通信單多模傳輸光纖，更是針對光器件推出了一系列通信用特種光纖。

  1. 全系列器件級產(chǎn)品

  長飛公司針對光器件的應(yīng)用，采用PCVD技術(shù)，研發(fā)了三個系列的器件級特種光纖——器件用特種單模光纖(PH)、器件匹配包層單模光纖(CS)、器件保偏光纖(PM)，適用于各類微光學(xué)、拉錐器件及尾纖。

  器件用特種單模光纖是針對G.652/G.657概念進(jìn)行優(yōu)化的光纖，具有獨特的Ge/F共摻的材料體系和特殊的光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，適合于制備融拉錐型光器件。其中PH1O10-C在采用1310/1550nm單模泵浦光源，拉錐期間損耗波動很平緩，損耗始終低于0.1dB，具有優(yōu)異的宏彎性能，非常適合實現(xiàn)器件的小型化，適用于1260nm 至 1625nm全波段的應(yīng)用。

  圖1 長飛PH1010-C在拉錐過程中功率/損耗平坦無跳變

  器件匹配包層單模光纖是為光纖器件應(yīng)用，針對不同波段而開發(fā)的特種單模光纖產(chǎn)品。光纖采用了特殊的匹配包層結(jié)構(gòu)以及Ge/F共摻的材料體系設(shè)計(見圖2)，實現(xiàn)了光纖的材料匹配，使得光纖可以用來做拉錐耦合器。產(chǎn)品CS980/125-16/250光纖制作混拉WDM，光纖無需經(jīng)過預(yù)拉即可實現(xiàn)分光比100%。

  圖2 材料匹配設(shè)計

  器件保偏光纖可以用于相干光通信中保持光的偏振態(tài)傳輸。根據(jù)客戶的應(yīng)用環(huán)境，采用“熊貓眼”結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力區(qū)，開發(fā)設(shè)計了兩類器件用保偏產(chǎn)品：研磨型(部分產(chǎn)品可熔融拉錐)、抗彎曲型。通過復(fù)雜的光纖剖面設(shè)計，保障了光纖的研磨和抗彎性能，并且可以實現(xiàn)光纖幾何尺寸的精確控制和一致性，芯包不圓度小于1.0%，降低光纖的熔接損耗，保證熔接性能。包層直徑波動在±0.6μm之間，滿足器件客戶的插芯需要，在濕熱環(huán)境持續(xù)2000h和溫度500個循環(huán)的條件下進(jìn)行驗證，消光比和回波損耗仍然保持了高水平的表現(xiàn)。

  圖3 長飛研磨型/抗彎型器件保偏光纖

  2. 新型通信光纖

  隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，5G技術(shù)得以快速發(fā)展。5G通信主要分為前傳、中傳、回傳三個過程，在5G傳輸中，5G前傳對光纖O波段的色散代價提出了新的需求。長飛針對通信系統(tǒng)的新要求，分別推出了能夠適用于O波段的高速率傳輸?shù)纳⑽灰乒饫w，通過精密的波導(dǎo)設(shè)計，可以靈活的控制光纖的色散參數(shù)，同時具有低損耗、低水峰的特性，有效解決了G.652.D光纖在5G前傳CWDM/MWDM系統(tǒng)中1347.5~1374.5nm波段色散代價過大的問題，成功提高系統(tǒng)的維護(hù)余量。

  自2000年以來，信息數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)出飛速上漲的趨勢，光傳輸系統(tǒng)中的時間、偏振、頻率等物理維度的復(fù)用接近香農(nóng)極限，基于空分復(fù)用技術(shù)的多芯光纖以及基于模分復(fù)用技術(shù)的少模光纖使得突破通信系統(tǒng)容量限制成為了可能。長飛公司多芯光纖采用七芯結(jié)構(gòu)，配套扇入扇出模塊，具有低串?dāng)_、低衰減以及良好的幾何一致性等優(yōu)點，相鄰纖芯的串?dāng)_指標(biāo)小于-45 dB/100km，1550nm波段的衰減不超過0.3 dB/100km，可被應(yīng)用于大容量光纖通信系統(tǒng)。

  長飛公司少模光纖利用PCVD工藝制備，可實現(xiàn)階躍型、漸變型等類型的芯層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)兩模、四模、六模、九模、超低衰減等多型號少模光纖，同時，長飛公司還與華中科技大學(xué)緊密合作，在現(xiàn)有光纖拉錐處理平臺上，以自產(chǎn)的特種光纖與低折射率毛細(xì)管，用絕熱拉錐工藝制作出了具有低模間串?dāng)_的國產(chǎn)化熔融拉錐型模分復(fù)用器件——光子燈籠。

  圖4 長飛多芯光纖與少模光纖

  3. 新型特種器件光纖

  隨著光通信的高速發(fā)展，對光學(xué)器件光纖提出了更高的要求：更小的尺寸、更小的模場、在特殊環(huán)境下保持穩(wěn)定性能?；谝陨闲枨?，長飛公司開發(fā)80/165系列器件級光纖，超小模場光纖，并且針對某些光器件特殊環(huán)境需求，開始了對耐高溫器件光纖的研究，并取得了階段性的進(jìn)展。

  針對信號的傳輸、處理以及光通信技術(shù)高速發(fā)展情況下對光纖提出的特殊化需求，長飛基于PCVD核心技術(shù)，通過獨特的光纖設(shè)計，已形成系列化的產(chǎn)品，持續(xù)為通信市場提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)?；赑CVD平臺以及全工藝流程平臺(研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)、檢驗測試)，長飛公司將繼續(xù)在可靠性、多功能性通信用光纖設(shè)計上保持深度研究，不斷創(chuàng)新，為光通信發(fā)展提供有力支持。