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2022/4/19 10:42

VIAVI保驾护航G.654E光纤部署和维护

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东数西算”助推光纤升级换代,G.654.E光纤迎来高速增长

·数字经济是国家高质量发展的抓手,东数西算是推动国家数字经济发展的重要战略举措。东数西算骨干网络需要高性能的光纤,必将推动传统光纤的升级换代,G.654.E光纤将迎来高速增长机会。

·ITU-T自2013年7月开始讨论这种适用于陆地传输系统的G.654光纤(G.654.E),可以在保持与现有陆地应用单模光纤基本性能一致前提下,增大光纤有效面积,同时降低光纤衰减系数,从而提升400G传输性能。

·ITU-TG.654标准上一版本发布于2012年,共包含A、B、C和D四个子类,主要区别在于MFD范围和宏弯性能上。在G.654最新版本修订中,针对陆地高速相干传送系统应用,增加了E子类。G.654.E光纤标准主要修订内容

·在2016年9月ITU-TSG15全会上,G.654标准修订完成并通过,标志着应用于陆地高速传送系统的G.654.E光纤正式完成标准化工作。此次会议主要针对G.654.E光纤的模场直径(MFD)与有效面积、宏弯损耗特性、色散参数和衰减系数等特性进行了规定。

·模场直径(MFD)与有效面积

·G.654.E光纤在1550nm区的MFD范围为11.5um~12.5um,相应的有效面积范围从110um2到130um2,相比现有G.654.B子类(9.5um~13um),缩严了MFD标称值范围,但容差仍然保持为±0.7um。

·宏弯损耗特性

·陆地应用工作环境复杂,温度和气候等复杂多变,外部环境对光纤性能影响较大;因此G.654.E光纤弯曲性能尤为重要,需要远优于海底应用的G.654光纤。

·因此针对G.654.E子类,其标准要求在100圈30mm半径打环时,在1625nm处的最大附加衰减应不超过0.1dB,要远优于G.654.B子类(0.5dB)和G.654.D子类(2dB),达到与G.652.D完全相同的弯曲性能,以打消有效面积增大可能导致陆地应用弯曲性能劣化的顾虑。

·在中国联通现网试点工厂测试中,基于ITU规范的测试方法,分别测试了1550nm和1625nm处的宏弯损耗,可发现附加衰减基本都小于0.1dB,其中81.8%要小于0.05dB。

G.654.E光纤性能

指标要求

·衰减系数 - 标准文件正文中明确指出在1550nm区域,可以实现0.15dB/km到0.19dB/km的光纤衰减系数,其中最低衰减系数取决于制造工艺、光纤材料与设计以及光缆设计。

·色散参数 - 由于G.654光纤主要工作波长区域在1530nm~1625nm,因此针对该波长区规范了色散和色散斜率的范围,其中在1550nm处,色散最大值Dmax为23ps/(nm·km),最小值Dmin为18ps/(nm·km),色散斜率最大值Smax为0.07ps/(nm2·km),最小Smin为0.05ps/(nm2·km)

400G+的需求使G.654.E 成为超高传输技术光纤主流

“东数西算”网络布局空间跨度大,数据传输更为频繁,用户对时延要求更高,现有骨干网络的性能难以胜任。事实上随着数据流量不断增长,传统承载网的数据传输和带宽压力不断增加,骨干网传输速率将从100G不断向200G/400G等更高速率升级。根据预测(见图2),未来2年,超100G网络在整体市场份额中将超过60%,并且400G+将成为超100G网络的主流应用。中国移动研究院专家表示,从骨干网层面来看,单波400G即将开启,并进入长周期。因此,提前部署支持200G、400G系统的光纤光缆产品是建设高速信息网络的基础。但现网中使用的G.652光纤,已经无法满足未来光传输网络超高速率、超大容量、超长距离的传输需要。

G.654.E光缆的熔接机熔接及测试需求

·工程方面,主要反馈熔接一次成功率低,导致光缆接续时间长。通过分析,主要原因来自于:一是环境因素,工程反映不同季节熔接成功率差异大,车内施工有利于改善质量;二是装备原因,熔接机自动接续模式下,熔接损耗缺乏稳定性。

·G.654.E较宽泛的模场直径——不同厂家纤芯互熔产生较大接续损耗(高达0.2dB)

·G.654.E的大有效面积——某些熔接机无法准确识别纤芯、包层,需要设为包层对准、甚至多模模式才能熔接,对熔接损耗有潜在影响

·G.652.D和G.654.E在折射率剖面设计、模场直径差异明显——二者互熔存在熔接损耗过大、反射明显。

需要OTDR的更加精准的双向测试验收!

G.654.E OTDR测试方案

MTS4000、ONA-800 测试平台

·OTDR 支持三波长,测试1550nm及1625nm波长

·OTDR 更高的测试精度及线性度

·OTDR支持现场的真正双向测试,实时给出测试结果

***电信G.654E长途光缆 - OTDR测试仪表

XX电信G.654E长途光缆OTDR测试报告

测试时间:2021年10月29日

测试地点:中国电信***分公司

测试人员:VIAVI仪表厂家、**电信工作人员

测试仪表:VIAVI ONA-800 E8136D

仪表主要技术参数:

光纤端面检测 – 先检查,后连接

确保符合IEC 61300-3-35(端面验收标准)的简单方法是遵循先检查,后连接(IBYC)最佳实践。 检查连接的两侧非常重要 - 例如,检查连接的公头端和母头端的连接器。 检查连接的两侧是确保连接没有污染和缺陷的唯一方法。 使用IBYC时,请务必先检查光纤 - 无需清洁干净的端面。 如果脏了,请清洁并再检查以确认清洁是否有效。 只有当两个连接器都干净时,才能进行连接。

1550nm波长结果分析:

VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤,并针对其中的光纤接头,熔接,连接器等有明显标注、解释,方便非专业技术人员查看,理解。在1550nm波长下,测得光缆总损耗16.543dB(包含链路中的所有接头损耗), 平均损耗0.177dB, 链路回损30.24dB, 以及各分段的长度,斜率(小于0.17dB或等于0.171dB/km,其中包含接头 及熔接)等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。

1625nm波长结果分析:

VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤,并针对其中的光纤接头,熔接,连接器等有明显标注、解释,方便非专业技术人员查看,理解。在1625nm波长下,测得光缆总损耗18.188 dB(包含链路中的所有接头损耗), 平均损耗0.195dB, 链路回损30.66dB, 以及各分段的长度,斜率(均小于0.19dB/km,其中包含接头及熔接)等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。

1625nm波长结果分析:

VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤,并针对其中的光纤接头,熔接,连接器等有明显标注、解释,方便非专业技术人员查看,理解。在1625nm波长下,测得光缆总损耗4.739 dB(包含链路中的所有接头损耗), 平均损耗0.200dB, 链路回损31.41dB, 以及各分段的长度,斜率(均小于0.2dB/km, 包含接头及熔接)等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。

熔接增益及双向测试

在XX电信的测试中,我们发现每条链路都出现了增益现象。如右图***到**枢纽段的测试结果,第六个事件的损耗为-0.017dB,此为熔接增益现象。为准确测试该事件点的损耗,需执行OTDR双向测试。

双向分析的概念如下:如果在两个熔接的光纤之间存在后向散射系数的不匹配,则根据测量的方向,此差异的代数含义将会改变。即,如果在一个方向上执行测量,则此差异作为增益出现。如果在相反方向测量,则此差异作为损耗出现。此差异将与测量过程中的实际熔接损耗相结合。然而,如果在两个方向上所读取的熔接损耗读数被平均,则后向散射的影响将被减去,生成实际的熔接损耗。

为何要双向测试

消除光纤增益影响,测试熔接点实际损耗,科学辅助工程验收

传统双向测试很麻烦,效率很低

→ 第一步: 做一端测试 A-B:

→ 第二步: 做另一端测试 B-A:

→ 第三步: 将测试数据导出到电脑中,使用专用的分析软件,做双向数据合并分析,软件给出双向测试结果。

→ 第四步:根据电脑软件的数据分析结果,在次去处理故障问题,不能实时给出测试结论。

→ 重复以上过程。

真正的熔接损耗:  ( Eventloss A→B + Eventloss B→A ) / 2

@1550 nm : 0,049 dB

TestPRO/FCOMP:智能真双向测试

特点:

·自动智能双向测试

·一键测试, 基于一个光口

·连续测试

·全面测试出所有指标:

·双方向测试插损及反射指标

·双方向OTDR曲线

·远程控制

·两台OTDR 自动交互

·测试设备直接生成双向测试报告,当场给出测试结果。

自动真双向测试

针对多纤光缆/MPO 应用进行扩展,与单芯光纤具有相同的实时双向OTDR (TrueBIDIR) 功能

·连续性测试和光纤映射(MPO 极性),多纤光缆/MPO光纤链路Tier2验证报告

·使用CABLE-SLM 控制测试过程

色散

在传输过程中,影响信号的另一个因素是色散。色散减少了有效的可用传输带宽,单模光纤有两种类型的色散:色散以及极化模式色散。

色散(CD)的出现是因为光脉冲是由不同波长组成的,每个波长以不同的速度沿着光纤进行传输。当光脉冲到达接收机时,这些不同的传输速度展宽了光脉冲,减少了信噪比,增加了比特误码。

极化模式色散

色散由三个主要参数来定义:

1. 给定波长上的延时,以ps表示。

2. 色散(D)系数,以ps/nm表示。它对应于延时的漂移与波长之间的关系(或者对应于在给定波长上表示延时与距离之间关系曲线的斜率)。如果它相对1 km进行归一化,则它被表示为ps/(nm·km)。

3. 斜率(S),以ps/(nm2·km)表示。它对应于色散系数的漂移作为波长的函数(或者表示在给定波长上,色散作为距离的函数曲线的斜率)。

色散系数(相对1 km进行归一化)以及斜率依赖于光纤的波长。色散主要依赖于生产过程。当设计不同类型的光纤用于不同的应用与不同的需求时,光缆生产厂家考虑色散的效应,例如标准光纤,色散偏移光纤或者零色散偏移光纤。

→ 极化模式色散(PMD)是单模光纤的一个基本特性。它影响传输速率的大小。PMD是由于给定波长上的能量的传输速率的不同而引起的,PMD被分为两个极化轴,这两个极化轴互相垂直(如下图所示)。引起PMD的主要原因是光纤设计的非圆度以及外界加在光纤上的压力(宏弯、微弯、扭曲与温度变化)。

PMD也被称为所有差分群时延(DGD)的平均值,以ps表示。它还可以被称为PMD系数,此系数与距离的方根值有关,被表示为

当传输脉冲沿着光纤传送时,PMD(平均DGD)引起传输脉冲展宽。此现象会生成失真,增加了光系统的比特误码率(BER)。PMD的影响是它限制了链路上的传输比特率。因此,非常重要的一点是了解光纤的PMD值以便计算光纤链路的比特率限值。

G.654.E干线色散测试方案

测试光源、PMD/CD分析仪集成方案,全部为便携式仪表方案,电池供电

测试距离长,跨度大,精度高,速度快。

总结

·中国电信在国内率先建成该干线光缆、推动了G.654E产业链的成熟、对干线光缆网从G.652D迈入G.654E新型光纤时代具有引领作用,对建设绿色低碳全光网络具有积极重要的示范意义。

·使用VIAVI仪表可准确测试G654.E光纤斜率,损耗和光纤距离。

·测试中可准确判断连接器,熔接点等各种事件类型。

·仪表支持智能链路分析功能,可智能图形化呈现测试结果,便于查看。同时对于事件点给出原因分析,便于后续故障处理。

·仪表动态范围达到50/50/50dB(1310/1550/1625nm),超高动态范围可测试更远距离。

·仪表的事件盲区和衰减盲区分别为0.5/2.5米,更好的盲区可保证更高的测试精度。

·MTS6000+ODM,OBS-550色散测试方案,测试距离长,跨度大,精度高, 满足PMD/CD测试分析的所有需求

·FiberComplete - OTDR双向测试能够更精确,更真实给出熔接/事件损耗。

·为了能够更加全面的测试G.654E光纤具备优异的光学性能。VIAVI的测试仪表可以为G.654E的现场验收及测试给以更大的帮助与支持。

·仪表采用基于LINUX研发的专用仪表操作系统,在运行稳定性和安全性方面有更多优势。

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