光纤光缆施工及维护工具
 



新型光纤能弯曲却不影响性能
2009/10/13
   作者John George; David Mazzarese; Pete Weimann,OFS公司
    
    新的FTTH应用正对光纤的弯曲损耗性能产生前所未有的挑战。波长更长的光波在弯曲度更大的光纤中传播需要新型的单模光纤,它的宏弯曲损耗要比传统的单模光纤小500倍,这样才能用于室内的引入光缆。
    如图1所示,目前的FTTH应用比如GPON,使用更长的波长,这就带来更大的弯曲损耗,潜在地减少了PON的延伸距离和服务的可靠性,因为这些都受到光功率预算的限制。新的PON系统将使用更长的波长,弯曲损耗将达到目前的2倍到4倍。
       
       图1:FTTX 波长与MDU/IHW入户光缆的宏弯曲损耗对应曲线。

    已经商用的G.657A可弯曲单模光纤已经能满足当前的和新出现的中心局、户外线缆箱和楼宇骨干网的需求。然而,最新的需求是要把光纤引入室内的光网络单元(ONU),这就需要新一代的超弯曲不敏感光纤。这些应用需要光缆能实现5mm半径的弯曲,并且在楼宇(MDU)中安装和室内布线(IHW)时都像铜缆一样的简单、方便。一个5mm半径的弯曲对于1550nm的光波来说,传统的G.652D光纤会产生50dB甚至更大的弯曲损耗,即使是符合最新ITU G.657A和G.657B标准的光纤,也会产生2dB到10dB的弯曲损耗,这种性能也是不可接受的。
    共振辅助光纤(RAF:Resonance Assisted Fiber)是一种新型的超弯曲不敏感单模光纤,在1550nm波长和5mm的弯曲半径时只有可以忽略的最大0.1dB的额外损耗。RAF是第一种符合MDU和IHW入户光纤5mm弯曲半径要求的实心光纤,同时它还和普通光纤有很好的兼容性。但是在安装可弯曲光纤到网络中之前,必须考虑到它在弯曲状态下的光学和机械性能,以避免造成服务的可靠性不足。

    MUD入户线和室内布线要求更小的弯曲
    传统的FTTH安装方式都是把ONU放在住所或者建筑物的外墙。而最近运营商和一些规模较小的提供商们开始把ONU安装到了室内,为的是使用一种不那么坚固而成本更低的ONU。对MDU来说,ONU被安装在每一个住户内,一方面推迟了用户对电子设备的投资,另一方面也避免了因为当前金属电缆的老化和质量问题造成的不可预测的花费。虽然常规的G.657A或B可弯曲光纤在使用一些辅助元件或管道来严格控制它的弯曲半径时也能用于室内布线,但许多运营商更倾向于使用快速的、低技术含量的、像铜缆一样的安装方式。传统光纤如果像铜双绞线一样在室内尖锐的拐角处随意地布线安装,那么它的额外损耗将达到5到50dB甚至更多。
    Verizon公司认识到了在部署光纤到MDU时面临的这一挑战,并且发布了VZ.TPR.9424,“Verizon的NEBS标准:MDU入户线的测试要求”,其中包含了一条“MDU模拟试验”用来模拟在安装入户光纤中可能产生的不可控的光纤弯曲。Verizon和其他服务提供商的PON部署工作都因为光学损耗而受到限制,因此提供商都想方设法要减少他们接入网的光学损耗。结果就是,MDU模拟测试要求被测光缆在以下所有情况下都能达到1550nm光波长下最大损耗不超过0.4dB: 
    无拉力的10个90o转弯 
    1个90o的转弯并在转弯处承载 2kg的拉力 
    1个90o的转弯并在转弯处承载 14kg的拉力 
    沿10mm直径的轴缠绕两圈 
    安装30个T25规格的卡线钉

    标准的制定正在跟上
    大部分对光纤弯曲有严格要求的应用目前都能找到合适的可弯曲光纤。ITU-T G.657规范中描述了可弯曲光纤,并且包含了A和B的分级规格。G.657A规范描述了一种弯曲损耗比标准G.652D光纤低3到5倍,而其它性能完全符合G.652D规范的单模光纤。有的G.657A光纤产品可以达到低于标准G.652D光纤10倍的弯曲损耗。这些G.657A光纤适用于中心局、数据中心、竖直光缆、机柜、大部分楼宇布线甚至一些在终端可能会遇到光缆弯曲情况的户外设备等。
    在2006年和2007年,世界范围内的服务提供商开始转向使用G.657A光纤来应对这些应用。G.657A光纤也在FTTH中找到了一些应用。例如,一些服务提供商已经使用G.657A光纤和微导管来完成一些新的室内入户布线,以达到节约成本的目的。
    最近,一些服务提供商开始在室内布置入户光缆,但反映出来有不可接受的弯曲损耗。G.657B标准的可弯曲光纤就是针对室内安装设计的,它的弯曲损耗可以比G.652D光纤低20倍,并且其它性能不需要完全满足G.652D标准。
    最近测试符合G.657B标准的4.8mm光缆时发现,按照VZ.TPR.9424规范来模拟测验它的弯曲损耗为4.6dB。这样的损耗已经比G.657B标准规定的指标要好3倍了,但仍然比图2中所示的Verizon MDU模拟测试要求的最大0.4dB的弯曲损耗高10倍。

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