针对下一代光传输网络的演进和升级，文章探讨了存在的问题和挑战，并提出了一些应对策略和思路，包括: 建议采用光收发器分离来应对日益增长的网络业务流量的非对称性; 采用频域子波段虚级联技术支持新老两代光传输技术的共存，实现密集波分复用(DWDM)光网络向灵活频谱光网络的平滑演进; 探讨无色、无向、无阻塞、无栅格可重构光分插复用器(ROADM)在光网络中的使用和替换策略，以及新老ROADM节点间的互联互通问题; 探讨光网络中新型大有效面积、超低损耗光纤的替换问题和策略等。

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。

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。

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。

文章介绍了利用新型SMF-28 ULL超低损耗光纤作为传输介质，使用相位啁啾、前向拉曼、增强型前向纠错(FEC)以及前置随路远程泵浦光放大(ROPA)技术，实现了2.5 Gbit/s系统无中继521 km的超长站距传输，这也是迄今所报道的使用前置随路ROPA技术所实现的距离最远的传输。