光纤通信之低水峰光纤

“标准单模”G.652光纤已经被广泛使用了数十年。光纤标准的发展历史是根据行业的问题一步一步走到今天。今天看一下“低水峰光纤”和“扩大有效模面积光纤”。

（五）低水峰光纤

标准的纤维制造留下了微量的氢，氢与熔融石英纤维中的氧结合成羟基（-OH），羟基在1360到1460 nm之间吸收，在1383 nm处有一个很强的峰值。当光纤系统仅在1310nm和1550nm波段工作时，这一波段可以忽略，但对于1270nm和1610nm之间20nm间距的低成本粗波分复用来说，这是一个问题。

低水和零水峰光纤损耗的比较（由Sterlite Technologies提供）。并与标准G.652纤维进行比较。

已经开发出将光纤中的氢（通常称为“水”）减少到两个水平的工艺。“低水”光纤在1383 nm峰值处的损耗通常不会高于1310 nm处的损耗，1310 nm处的损耗通常＜0.34 dB/km。当前版本的G.652.D和G.657标准都规定，1310和1625nm之间的光纤损耗应＜0.40dB/km，这是低水光纤所能满足的。标准还要求1383 nm峰值处的损耗保持在0.4 dB/km以下，即使在老化后也是如此。

零水纤维（Zero -OH fiber）进一步降低了-OH的吸收，因此1383 nm的峰值基本消失，衰减低于0.27和0.31 dB/km。要达到这种低损耗，需要对重氢-2同位素氘进行进一步处理，以阻止轻氢与玻璃中的氧结合，从而保持低吸收（16）。

（六）单模光纤的其他特殊特性

一些通信光纤提供的功能可以针对特定情况进行优化，例如拉长放大器间距(stretching amplifier spacing)或跨
越很长的距离(spanning very long distances)。

其中一个特点是扩大了单模光纤的有效模面积（expanding the effective mode are）。虽然G.652的纤芯直径名义上为9至10µm，但其传输的单模以高斯模式展开，因此有效模式面积略大，约为80 nm^2（17）。如果这样的光纤传输高功率，则在功率最高的发射器或放大器附近的区域会产生非线性效应（nonlinear effects can build up in the regions close to transmitters or amplifiers where power is highest）。

有效模面积的扩大降低了纤芯的功率密度，减少了非线性效应。改变芯包层折射率差可以使有效模面积增加到100µm^2以上，但存在一定的局限性。   大的有效模式区域可以与非常低的衰减相结合。例如，康宁公司（Corning，NY）和OFS光学公司（Norcross，GA）都为海底光缆（submarine cables）提供单模光纤，其有效模面积分别为125和150µm^2，1550 nm处的衰减低于0.16 dB/km。   特种的光纤（特种纤维 Specialty Optical Fibres）性能也可用于通信系统中的接续或耦合任务。

编辑：黄飞