G.654.E 光纤发展历程

当前广泛使用的G.652D光纤，使用已经有20年的历史。
上世纪80年代中期，为了满足海底光缆长距离通信的需求，开发了G.654光纤。
2000年，ITU在对G.654光纤标准进行了修订，G.654光纤具备了低衰减和大有效面积2个特征。用于海缆通信的G.654光纤也主要围绕衰减和有效面积作优化，并逐渐发展成了A/B/C/D四个子类。
目前陆地干线传输线路中的光纤类型以G.652D为主，随着WDM系统单载波速率超过100G，光纤的非线性效应对传输性能的影响愈加严重，科研人员很自然地想把G.654光纤移植到陆地长途干线传输系统中使用。相对于海底使用，陆地用G.654光纤的宏弯损耗要求要严格得多，而对光纤的有效面积、衰减指标则要比海底用要求宽泛，这样就形成了G.654.E光纤的标准。G.654光纤各个子类的主要传输指标差异见下表。

G.654.E 光纤广泛应用的刚性需求和政策支持

《十四五规划和2035年远景目标纲要》提出，“十四五”时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段，加快构建全国一体化大数据中心体系，强化算力统筹智能调度，建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群。
2022年2月17日，国家发展改革委高技术司宣布8个国家算力枢纽节点和10个国家数据中心集群完成批复，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。
未来2年，超100G网络在整体市场份额中将超过60%，并且400G+将成为超100G网络的主流应用。G.654.E光纤可以实现更远的传输距离、更高的系统容量、更长的跨段距离或更多的系统冗余，从而为长途传输网络带来非常大的价值。
2021年11月，中国电信决定在四圈六轴区域重点部署G.654.E光纤光缆，四圈指的是长三角、京津冀、成渝、粤港澳四个经济圈，六轴就是任意两个经济圈的主干连接。
中国移动已于2022年3月18日发布了2022-2023年G.654.E光纤光缆集采公告，采购规模约2134皮长公里，折合33.24万芯公里。

G.654.E新型光纤——长距离高速传输之首选

相对于传统的G.652.D光纤，它具有更低的衰减系数和更大的有效面积，可显著降低光纤的非线性效应，提高系统的OSNR，从而增加系统无电中继传输距离，减少中继站数量，降低网络时延。
400G要求更高的OSNR, 使用G.654.E光纤可提升3dB左右的指标。

G.654.E vs G.652.D 光纤对比

G.654.E光纤延长无电中继传输距离

长距离高速光传输网络在延长无电中继传输距离方面面临着巨大的挑战。G.654.E光纤增加了纤芯尺寸，由此实现大有效面积，使得光纤可以传输更高的光功率。因此，与常规G.652光纤相比，该光纤可将光传输距离延长70%-100%。经证明，G.654.E光纤可将无电中继传输距离扩展至900公里以上，减少中继站设置。现场试验表明，G.654.E单模光纤与掺铒光纤放大器(.EDFA)和后向分布式拉曼放大器(DRA)结合使，以实现2000公里的400G波分复用传输。

G.654.E光纤性能指标要求

衰减系数- 标准文件正文中明确指出在1550nm区域，可以实现0.15dB/km到0.19dB/km的光纤衰减系数，其中最低衰减系数取决于制造工艺、光纤材料与设计以及光缆设计。
色散参数- 由于G.654光纤主要工作波长区域在1530nm～1625nm，因此针对该波长区规范了色散和色散斜率的范围，其中在1550nm处，色散最大值Dmax为23ps/(nm·km)，最小值Dmin为18ps/(nm·km)，色散斜率最大值Smax为0.07ps/(nm2·km)，最小Smin为0.05ps/(nm2·km)

G.654.E光缆的熔接机熔接及测试需求

工程方面，主要反馈熔接一次成功率低，导致光缆接续时间长。通过分析，主要原因来自于：一是环境因素，工程反映不同季节熔接成功率差异大，车内施工有利于改善质量；二是装备原因，熔接机自动接续模式下，熔接损耗缺乏稳定性。
G.654.E较宽泛的模场直径——不同厂家纤芯互熔产生较大接续损耗（高达0.2dB）
G.654.E的大有效面积——某些熔接机无法准确识别纤芯、包层，需要设为包层对准、甚至多模模式才能熔接，对熔接损耗有潜在影响
G.652.D和G.654.E在折射率剖面设计、模场直径差异明显——二者互熔存在熔接损耗过大、反射明显。

需要OTDR更加精准的双向测试验收！

针对G.654.E光纤光缆的OTDR测试解决方案

G.654.E OTDR测试方案

MTS-4000v2和ONA-800两个测试平台

OTDR支持三波长，测试1550nm及1625nm波长。
OTDR更高的测试精度及线性度。
OTDR支持现场的真正双向测试，实时给出测试结果。

为何要双向测试-消除光纤增益影响，测试熔接点实际损耗，科学辅助工程验收

传统双向测试很麻烦，效率很低

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特点:

自动智能双向测试
- 一键测试, 基于一个光口
连续测试
全面测试出所有指标:
- 双方向测试插损及反射指标
- 双方向OTDR曲线
远程控制
两台OTDR 自动交互
测试设备直接生成双向测试报告，当场给出测试结果

总结

相比G.652.D光缆，G.654.E光缆损耗平均改善0.02 dB/km在G.654.E光缆承载100Gbps/200Gbps/400Gbps系统时，各项传输性能核心指标均有相应提升。
G.654.E光缆的敷设，经历了倒盘、牵引、挂缆、气吹、拖曳等操作，敷设后初期的传输特性变化与G.652D光纤相似。说明传统光缆结构和常规敷设方式仍适用于大有效面积、低损耗新型光纤。所以施工工艺不需调整，为了防止极端条件下的野蛮施工，需要使用B-OTDR等新型仪表对于光缆的施工等进行监测，排查应力及温度超标的风险及问题。
为了能够更加全面的测试G.654.E光纤具备优异的光学性能。VIAVI的测试仪表可以为G.654E光纤实验室认证测试、现场验收测试和维护测试给予极大的帮助。