烽火通信400G超低損耗光纖研究取得新進(jìn)展

　　ICCSZ訊    這是一個(gè)信息爆炸的社會(huì)，每時(shí)每刻，都有海量的信息在不同的角落產(chǎn)生。例如智能制造、VR、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，這些信息需要傳輸通道彼此串聯(lián)才有意義。光纖通信網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)信息通信的主要傳輸通道。于是，海量的信息紛紛涌入這個(gè)通道，要求這個(gè)通道更寬、更快，可傳輸?shù)木嚯x更長(zhǎng)。

　　光纖通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)傳輸物理媒介是光纖。當(dāng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)向超長(zhǎng)距離、超大容量、超高速率的“三超”方向發(fā)展時(shí)，新的400G乃至超400G系統(tǒng)要求光纖技術(shù)向自己的極限進(jìn)軍，讓光纖的衰減更低，可保持單模傳輸?shù)挠行娣e更大，從而能讓更多的光進(jìn)入光纖，并以更低的損耗通過(guò)光纖。這是一項(xiàng)讓實(shí)際能力逼近理論極限的挑戰(zhàn)。全世界的光纖科技工作者都在為之奮斗。目前，美國(guó)和日本的幾家世界領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)擁有可以實(shí)現(xiàn)這一超低損耗光纖的技術(shù)。而作為與世界領(lǐng)先水平距離最為接近的領(lǐng)域之一，我國(guó)光纖通信的研究者也不甘落后，紛紛為實(shí)現(xiàn)超低損耗光纖技術(shù)而努力奮斗。烽火通信作為我國(guó)光纖通信的國(guó)家隊(duì)，責(zé)無(wú)旁貸地?fù)?dān)負(fù)起了向光纖衰減極限進(jìn)軍、向世界領(lǐng)先水平追趕的任務(wù)。

　　降低光纖的衰減是自諾貝爾獎(jiǎng)獲得者高錕博士發(fā)表有關(guān)光纖的開(kāi)創(chuàng)性論文后，人們一直努力奮斗的目標(biāo)。光纖在1550nm的衰減從上世紀(jì)70年代光纖剛誕生時(shí)的高達(dá)20dB/km降到上世紀(jì)80年代的不到0.20dB/km。這樣的損耗水平已逼近理論極限的30%。從這個(gè)值再往下降，就是鐵棒磨成針的持久功夫了。這需要將光棒內(nèi)分子級(jí)乃至更小級(jí)別的起伏變得更均勻。另外，對(duì)于光纖而言，需要讓芯層折射率高于包層折射率才能形成全反射，從而可以傳輸光信號(hào)。因此，通常在石英光纖的芯層摻有提高折射率的鍺，而包裹芯層的包層則為純石英。但超低損耗光纖技術(shù)恰恰相反，它要求石英芯層更純，而包層則摻有可降低折射率的氟等物質(zhì)。因此，超低損耗光纖技術(shù)相比傳統(tǒng)通信單模光纖技術(shù)是一個(gè)新跨越。

　　烽火通信的相關(guān)研究人員很早就注意到了這一現(xiàn)象。他們首先提出了低損耗單模光纖的概念，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了衰減值低達(dá)0.185dB/km單模光纖的規(guī)模量產(chǎn)。該類(lèi)型光纖不僅完全兼容常規(guī)G.652D光纖，而且成本也可做到與之相一致的水平。目前,該低損耗光纖已在國(guó)家電網(wǎng)青海到西藏的工程中得到應(yīng)用。隨著我國(guó)100G通信系統(tǒng)商用化的完全開(kāi)展，這類(lèi)光纖將有更大的用途。

　　在此基礎(chǔ)上，為了讓更多的光可通過(guò)低損耗光纖傳輸，烽火通信進(jìn)一步提出了低損耗大有效面積單模光纖理念，也就是3LA光纖。據(jù)悉，烽火通信歷時(shí)3 年，于2015年正式向市場(chǎng)推出3LA光纖，這是一種有效面積130μm2，衰減小于0.183dB/km的低損耗大有效面積光纖。在研究這種光纖的基礎(chǔ)上，烽火通信業(yè)界獨(dú)家創(chuàng)新提出的三步法工藝也日趨成熟。三步法工藝的提出是相對(duì)于傳統(tǒng)兩步法工藝而言的。傳統(tǒng)的兩步法工藝，例如PCVD+RIC、 MCVD+RIC、VAD+OVD等，當(dāng)需要兼顧低損耗和大有效面積兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)時(shí)，面臨提高纖芯折射率容易、降低包層折射率困難的問(wèn)題。三步法工藝采用 “VAD+PCVD+OVD”，它利用了VAD適合制造低損耗乃至超低損耗的純石英芯層，PCVD則適合制造折射率較低的下凹包層優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還利用OVD 高效率優(yōu)勢(shì)來(lái)保障更低生產(chǎn)成本。由此，則不僅低損耗大有效面積單模光纖可高效率高質(zhì)量研制，而且超低損耗光纖也有了研制基礎(chǔ)。

　　國(guó)內(nèi)三大電信運(yùn)營(yíng)商也在不斷探索適合未來(lái)400G及以上系統(tǒng)的下一代光纖。其中，中國(guó)聯(lián)通展開(kāi)了G.654陸地化應(yīng)用的研究，在試點(diǎn)工程中，烽火 3LA光纖能較好地與系統(tǒng)兼容，待后續(xù)濟(jì)青干線400G系統(tǒng)進(jìn)一步驗(yàn)證傳輸效果。中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)電信也開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行G.654光纖傳輸性能的研究。 400G乃至超400G通信系統(tǒng)要求光纖的衰減更低，朝超低損耗光纖邁進(jìn)。

　　隨著三步法工藝相互融合的關(guān)鍵技術(shù)越發(fā)成熟，超低損耗光纖研制面臨的包括低損耗純硅芯、摻氟下凹包層等難題均可迎刃而解。另外，三步法工藝還可通過(guò)調(diào)整不同工藝間的材料搭配，進(jìn)一步降低芯層和包層間因材料黏度匹配問(wèn)題帶來(lái)的芯包間的應(yīng)力，從而將光纖的損耗進(jìn)一步降低。就這樣，我國(guó)的光纖科研工作者一步步追趕著光的步伐，力圖讓光纖的衰減降到更低。據(jù)悉，烽火通信已能提供1550nm衰減達(dá)到0.160～0.170dB/km以內(nèi)的超低損耗光纖。而且這一光纖還具有可達(dá)到G.657A1的抗彎曲能力，從而大幅提高了超低損耗光纖的應(yīng)用范圍。

　　當(dāng)光纖的損耗降低到理論極限10%左右的水平時(shí)，就需要充分挖掘現(xiàn)有技術(shù)的潛力，不斷積累一點(diǎn)一滴的創(chuàng)新成果，最終引發(fā)從量變到質(zhì)變的創(chuàng)新跨越。拉絲退火技術(shù)就是這樣應(yīng)運(yùn)而生的。當(dāng)研制的光纖高速拉絲塔的拉絲速度達(dá)到2800m/min這一世界領(lǐng)先水平時(shí)，烽火通信的科研工作者繼續(xù)開(kāi)展了極限創(chuàng)新。他們?cè)诟咚倮z塔上實(shí)現(xiàn)了分段式快速應(yīng)力退火技術(shù)，在保證高速拉絲提升效率的同時(shí)，可有效降低光纖內(nèi)應(yīng)力，從而將光纖的衰減再降低。據(jù)了解，目前這些科研工作者正努力將這一技術(shù)與三步法等光棒工藝進(jìn)行更進(jìn)一步的融合創(chuàng)新，從而積累出可實(shí)現(xiàn)更低損耗的超低損耗光纖的跨越式創(chuàng)新。

　　歷經(jīng)30載風(fēng)雨磨礪，烽火通信始終聚焦客戶需求，以品質(zhì)為根基，以創(chuàng)新為使命，專(zhuān)注于光纖光纜新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和工藝提升，奮力推動(dòng)我國(guó)光纖光纜產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。