通信光纖是如何分類的，G.651～ G.657都有啥區(qū)別
通信光纖是如何分類的，G.651～ G.657都有啥區(qū)別
根據(jù)ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)，通信光纖分為：G.651～ G.657共7個(gè)大類，這幾類光纖有什么區(qū)別呢。
1、G.651光纖
G.651是多模光纖，而從G.652至G.657都是單模光纖。
光纖由纖芯、包層和涂覆層構(gòu)成的，如圖1所示。包層的直徑通常為125us，涂覆層（著色后）的直徑一般為250us；但纖芯的直徑就不是個(gè)固定值了，因?yàn)槔w芯直徑的不同，直接導(dǎo)致了光纖傳輸性能的巨大變化。
圖1 光纖的結(jié)構(gòu)圖
多模光纖的纖芯直徑一般為50um～100um，當(dāng)纖芯直徑變小時(shí)，光纖的傳輸性能明顯改善。原來光信號(hào)在光纖內(nèi)的傳輸有多種模式，如圖2所示，當(dāng)纖芯直徑變小時(shí)，光信號(hào)的傳輸模式也會(huì)變少，各傳輸模式間的干擾變少。
圖2 漸變型多模光纖中光信號(hào)的傳輸
當(dāng)光纖的纖芯直徑小到一定值以下時(shí)，光信號(hào)的傳輸模式就只剩下了一種，如圖3所示，這就成了單模光纖。（圖2和圖3是老丁頭瞎畫的，不太嚴(yán)謹(jǐn)）
圖3 單模光纖中光信號(hào)的傳輸
2、G.652光纖
G.652光纖是應(yīng)用最廣泛的光纖，目前除了光纖到戶(FTTH)的入戶光纜外，長(zhǎng)途、城域使用的光纖幾乎全為G.652光纖。
從光的能量分布來看，單模光纖中的光信號(hào)并不僅在纖芯傳輸，包層中也有光信號(hào)。為了描述單模光纖中光能的集中程度，把光纖中光強(qiáng)度降低到軸心處最大光強(qiáng)的1/(e^2)的各點(diǎn)中兩點(diǎn)最大距離定義為模場(chǎng)直徑，如圖4所示。
圖4 模場(chǎng)直徑的定義
顯然，模場(chǎng)直徑更能體現(xiàn)單模光纖的傳輸特性，所以，單模光纖干脆不提纖芯直徑了。模場(chǎng)直徑是單模光纖的一個(gè)重要參數(shù),大小隨波長(zhǎng)增大而增大。
影響光纖傳輸距離的最重要因素之一是衰耗，光纖的衰耗系數(shù)是和波長(zhǎng)相關(guān)的。常規(guī)單模光纖的衰耗系數(shù)見圖5。從圖中可以看出，光纖在1310nm和1550nm處的衰耗較小，1310nm和1550nm也成了單模光纖最常用的2個(gè)波長(zhǎng)窗口。
圖5 常規(guī)單模光纖的衰耗系數(shù)
3、G.653光纖
在光通信系統(tǒng)的速率進(jìn)一步提高后，信號(hào)的傳輸開始受光纖色散的影響。色散是指信號(hào)（脈沖）的不同頻率成份或不同的模式分量以不同的速度傳播，到達(dá)一定距離后產(chǎn)生的信號(hào)失真（脈沖展寬）現(xiàn)象，如圖6所示。
圖6 光纖的色散
光纖的色散系數(shù)也是和波長(zhǎng)有關(guān)的，如圖7所示。單模光纖在1550nm處的衰耗系數(shù)最小，但該波長(zhǎng)處的色散系數(shù)較大。于是人們就研制出了一種在1550nm處色散系數(shù)為0的單模光纖，這種看似完美的光纖就是G.653。
圖7 G.652和G.653光纖的色散系數(shù)
然而，光纖的色散為0卻不適合波分(WDM)系統(tǒng)的使用，所以，G.653光纖很快就被淘汰了。
4、G.654光纖
G.654光纖主要用于海纜通信系統(tǒng)，為適應(yīng)海纜通信長(zhǎng)距離、大容量的需求，G.654光纖主要做了兩個(gè)方面的改進(jìn)。
（1）降低光纖的損耗；從G.652的0.22dB/km降到了0.19dB/km（標(biāo)準(zhǔn)值）。
（2）增大光纖的模場(chǎng)直徑；光纖的模場(chǎng)直徑越大，通過光纖橫截面的能量密度就越小，從而改善光纖的非線性效應(yīng)，提升光纖通信系統(tǒng)的信噪比。
老丁頭猜想，增大光纖模場(chǎng)直徑最容易的辦法就是增加纖芯直徑，纖芯直徑增加后，光纖的截止波長(zhǎng)不就加大了唄。這就不難理解G.654光纖的名稱為:截止波長(zhǎng)位移光纖了（G.654光纖的截止波長(zhǎng)約為1530nm,其他單模光纖一般為1260nm）。當(dāng)然，纖芯直徑也不能增加太多，否則連1550nm的波長(zhǎng)范圍都不能使用，就成多模光纖了。
5、G.655光纖
G.653光纖因在1550nm波長(zhǎng)處的色散為零，不利用WDM系統(tǒng)的使用，于是就研制了一種在1550nm波長(zhǎng)處色散很小但不為0的光纖，這就是G.655光纖。G.655光纖在1550nm波長(zhǎng)附近衰耗最小、色散較小且不為0，可以用于WDM系統(tǒng)；所以，G.655光纖在2000年前后的20多年時(shí)間內(nèi)，一直是長(zhǎng)途干線的首選。G.655光纖的衰耗系數(shù)與色散系數(shù)見圖8。
圖8 G.655光纖的衰耗系數(shù)與色散系數(shù)
但是，這么好的光纖也有面臨淘汰的一天。隨著色散補(bǔ)償技術(shù)的成熟，G.655光纖居然被G.652光纖取代了。大約從2005年開始，長(zhǎng)途干線開始規(guī)模使用G.652光纖，目前G.655光纖幾乎僅用于原長(zhǎng)途線路的維護(hù)。
老丁頭認(rèn)為，G.655光纖被淘汰還有一個(gè)重要的原因：
G.655光纖的模場(chǎng)直徑標(biāo)準(zhǔn)是8～11μm（1550nm），不同光纖廠商生產(chǎn)的光纖模場(chǎng)直徑可能差距較大，但光纖的型號(hào)卻沒有任何區(qū)別，而模場(chǎng)直徑差異較大的光纖接續(xù)時(shí)有較大的衰耗，這就給維護(hù)帶來了極大的不便；所以，在干線系統(tǒng)中，即使使用G.652光纖需要更大的的色散補(bǔ)償成本，用戶也不愿意選擇G.655光纖。
6、G.656光纖
介紹G.656光纖之前，先回到G.655稱霸長(zhǎng)途干線的那個(gè)年代。
從衰耗特性來看，G.655光纖從1460nm～1625nm（S+C+L波段）的波長(zhǎng)范圍都可以用于通信，但由于1530nm波長(zhǎng)以下光纖的色散系數(shù)太小，不適合波分(WDM)系統(tǒng)的使用，所以G.655光纖的可使用波長(zhǎng)范圍為1530nm～1525nm（C+L波段）。
為了使光纖的1460nm～1530nm波長(zhǎng)范圍（S波段）也能用于通信，設(shè)法降低了G.655光纖的色散斜率，這就是成了G.656光纖。G.656光纖的衰耗系數(shù)與色散系數(shù)見圖9。
圖9 G.656光纖的衰耗系數(shù)與色散系數(shù)
老丁頭認(rèn)為，由于光纖的非線性效應(yīng)，長(zhǎng)途W(wǎng)DM系統(tǒng)的波道數(shù)量不會(huì)大量增加，而城域光纖的建設(shè)成本較低，增加WDM系統(tǒng)的波道數(shù)意義也不大，所以，目前的密集波分（DWDM）主要還是80/160波，光纖的C+L波段足以滿足需求。除非高速率系統(tǒng)對(duì)波道間隔有較大的要求，否則G.656光纖將永遠(yuǎn)沒有規(guī)模使用的哪一天。
7、G.657光纖
G.657光纖是除G.652外使用量最大的光纖，F(xiàn)TTH入戶的比電話線還細(xì)的光纜，里面用的就是G.657光纖。
G.657光纖是一種對(duì)彎曲不敏感的光纖，其曲率半徑不足G.652光纖的一半。
8、后記
通信光纖的每個(gè)大類還分了很多子類，如最常用的G.652光纖是G.652D。由于篇幅的關(guān)系，本文對(duì)每個(gè)大類的子類不做介紹
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