1 国防科技大学气象海洋学院，湖南 长沙 410073
2 海洋探测技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
光功率冗余不足及相位噪声增加是制约光纤水听器传输距离及探测性能的关键因素。基于光纤水听器全光模拟传输系统，建立远程放大相位噪声模型，设计大有效面积低损耗光纤组合传输链路，在100 km传输4波分×8时分复用系统中，远程放大引入的相位噪声仅为-98.1 dB@1 kHz（1 kHz为频率），优于常规单模光纤4.3 dB，模型的有效性得到了验证。将模型应用于150 km传输系统，对远程增益单元位置进行优化，获得了-93.2 dB@1 kHz的远程放大噪声性能。所提噪声模型及优化方法可应用于不带电中继的光纤水听器系统设计及研制中，对增大全光传输距离及提升远程探测性能具有重要意义。
光纤水听器 远程泵浦光放大 相位噪声 大有效面积低损耗光纤 光学学报
2023, 43(11): 1106001
1 山东富通光导科技有限公司，山东 济南 250119
2 成都富通光通信技术有限公司，四川 成都 611731
3 上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地/特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
采用一种具有中心凹陷的三角芯＋环型的折射率剖面设计，利用外部气相沉积(OVD)工艺制备了新型非零色散位移G.655.D光纤。实验结果表明：在1550 nm和1625 nm波长处，光纤的衰减值分别为0.195 dB/km和0.203 dB/km，截止波长为1200 nm；将光纤绕在半径为25 mm的圆柱体上100圈，此时其在1550 nm和1625 nm波长处的宏弯损耗值分别低于0.027 dB和0.045 dB；该光纤在1530～1625 nm波段的色散为1.6～9.5 ps/(nm·km)，尤其是在1550 nm波长处，其有效面积达到72 μm2，比常规G.653光纤大1.4倍。通过这种设计和方法制备的光纤可以实现零色散波长的平移，获得良好的纵向色散均匀性、较低的弯曲损耗以及较大的有效面积，适用于1530～1625 nm波段的密集波分复用应用，在长距离光纤通信中对四波混频(FWM)、交叉相位调制(XPM)等非线性效应具有较好的抑制作用，可以减少色散管理成本，具有非常重要的应用价值。
光纤光学 外部气相沉积工艺 G.655.D光纤 大有效面积 非零色散位移 密集波分复用 光纤设计与制造 中国激光
2022, 49(23): 2306004
为了满足陆地长途干线实现超高速率、超长距离传输需要, 研究人员开发出具有超低损耗、大有效面积和小弯曲损耗的G.654E光纤。基于陆地长途干线系统对光纤性能的要求, 讨论了G.654E光纤折射率分布结构设计与性能, 重点介绍了在G.654E光纤上实现1234.2 km和600 Gb/s的传输实验实例。
超低损耗 大有效面积 G.654E光纤 光信噪比 陆地长途干线 ultra-low loss large effective area G.654E optical fiber optical signal to noise ratio terrestrial long-distance trunk
400 Gbit/s单模光纤已经成为提高光纤传输系统容量的光纤研究热点。文章在介绍了单信道传输速率为400 Gbit/s的光纤传输系统的主要传输性能后，综述了400 Gbit/s传输系统使用的低损耗大有效面积单模光纤和低损耗大有效面积单模光纤的设计、性能及其在系统中的应用研究。通过系统传输实验、网络现场传输实验和对系统设备成本的研究表明，低损耗大有效面积单模光纤和超低损耗大有效面积单模光纤是构建“超高速率、超长距离和超大容量”传输系统的最佳光纤。
传输 单模光纤 超低损耗 大有效面积 transmission single-mode fiber ultra-low loss large effective area
江苏亨通光纤科技有限公司, 江苏 苏州 215200
文章总结了我国在高端光纤技术方面的研究进展: 400 Gbit/s用高端光纤技术包括超低损耗光纤技术和大有效面积光纤技术, 我国研制的超低损耗光纤在1 550 nm的衰减为0.167 dB/km, 达到了国际先进水平; 但大有效面积光纤在1 550 nm的有效面积仅为130 μm2, 与国际的150 μm2有一定差距; 在Tbit/s大容量空分复用光纤方面, 我国进行了少模光纤、多芯光纤和轨道角动量光纤的基础探索研究, 与国际水平相当。研究结论表明, 我国在大容量通信用高端光纤技术方面达到了国际先进水平, 这为我国下一代高速光纤通信技术探索了新的可能性。
高端光纤 超低损耗光纤 大有效面积光纤 400 Gbit/s系统 空分复用 high-end optical fiber ultra-low-loss fiber large-effective-area fiber 400 Gbit/s system SDM
江苏亨通光纤科技有限公司, 江苏 苏州 215200
从电磁场基本理论出发,采用标量波动方程进行分析与计算,设计出了一种陆地长距离通信用G.654.E新型光纤的折射率剖面结构。然后采用连续化学气相沉积工艺制造出光纤预制棒,在2 100 ℃左右的高温下拉丝成包层直径为124.6 μm的光纤。测试表明,该光纤的纤芯折射率为1.461 17,纤芯直径为14.0 μm,内包层下凹环的折射率为1.455 65,宽度为6.96 μm。该光纤在1 550 nm波长的模场直径为13.85 μm,有效面积为150 μm2。该光纤在1 550 nm波长的衰减为0.163 dB/km,在1 625 nm波长的衰减为0.176 dB/km。22 m光纤截止波长测试为1 490.6 nm,小于1 510 nm,有力保障了密集波分通信系统在光监控信道(OSC)的正常工作。国家通信干线工程应用表明该光纤的关键技术指标优于当前国际技术水平,能够满足陆地长距离大容量光纤通信的新需求。
陆地长距离 高速光通信 超低损耗光纤 大有效面积光纤 信噪比 大容量 long haul terrestrial high-data-rate communication ultra-low-lossoptical fiber large-effective area large capacity
江苏亨通光纤科技有限公司, 江苏 苏州 215200
损耗和非线性是影响超100 Gbit/s高速光通信系统性能最为关键的因子。文章设计并研制了一种适合400 Gbit/s高速传输用的新型单模光纤, 该光纤具备超低损耗与超大有效面积特性, 在1 550 nm波长处衰减为0.165 dB/km, 在1 625 nm波长处衰减为0.179 dB/km; 在1 550 nm波长的模场直径为13.96 μm, 有效面积为153 μm2。该光纤具备优良的抗弯曲性能, 其关键技术指标优于当前国际技术水平, 可为下一代高速光纤通信提供关键基础材料支撑。
400 Gbit/s系统 高速光通信 超低损耗光纤 大有效面积光纤 大容量 400 Gbit/s system high-rate communication ultra-low-loss optical fiber large effective area fiber large capacity
1 烽火藤仓光纤科技有限公司, 武汉 430073
2 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
介绍了一种大有效面积单模光纤的数值设计分析与PCVD(等离子体化学气相沉积)制备工艺, 该光纤的有效面积达到133 μm2, 同时在1 550 nm处衰减系数优化到0.183 dB/km, 弯曲损耗优化至0.45 dB/圈(弯曲半径7.5 mm)。在双偏振DFT-S CO-OFDM 4QAM/16QAM(4进制/16进制正交振幅调制的离散傅里叶变换扩展相干光正交频分复用)调制信号下, 对该光纤在100 Gbit/s和400 Gbit/s系统的误码率和Q值等传输性能进行了验证。结果表明, 该光纤能有效改善最佳入纤功率和非线性效应, 可使传输距离提升30%, 能有效优化400 Gbit/s传输系统, 并且在FTTx领域有着广泛的应用前景。
大有效面积 400 Gbit/s系统 低损耗 光纤 光纤到户 large effective area 400 Gbit/s system low loss optical fiber FTTH
1 华中科技大学下一代互联网接入系统国家工程实验室, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学武汉光电国家实验室（筹）, 湖北 武汉 430074
3 长飞光纤光缆有限公司研发中心, 湖北 武汉 430073
当前光通信网络正朝着大规模、大容量的方向迅速发展，传输带宽所面临的巨大增长压力对通信光纤提出了更高的要求。在此背景下，基于空分复用的多芯光纤充分利用了空间维度，可以有效解决传统单模光纤的理论传输容量极限导致的容量紧缩问题，而大容量传输系统要求多芯光纤具有低串扰大模场面积的光学特性。通过采用光束传输法和有限元法模拟仿真了多芯光纤中各结构参量对芯间串扰和有效模场面积的影响，并利用两种不同参数的多芯光纤进行了实验验证，对芯间距、纤芯/沟道的尺寸和折射率进行了优化，在理论上完成了串扰小于-45 dB、模场面积大于130 μm2多芯光纤的设计。
光纤光学 多芯光纤 数值仿真 低串扰大模场面积
