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毛 谦
武汉邮电科学研究院
摘要 光纤是光纤通信系统中最基础的传输物理媒质，由于信息传送需求的不断增长，对光纤通信系统提
出了新的要求。于是，系统自然要对光纤提出新的要求。原有各种类型的光纤不能适应这种新的需求，人们就
会研究开发新型光纤以满足系统的要求。本文在简述了光纤的发展历程及新型光纤产生的背景之后，介绍了
G.652D
、G.655C和G.656三种新型光纤的主要特性以及它们的标准制订情况。
关键词 光纤通信 光纤 标准
1 概 述
自1966年“光纤之父”高锟博士预言光纤可以用于通信至今，已经过去了37个年头，光纤通信系统也已经
实用了28年，如今可以说进入了光纤通信技术发展的顶峰时期。系统的发展是与应用密切相关的，系统和光电
子器件的进步又对光纤提出了新的要求，促进了光纤技术的发展。1975年第一个实用的光纤通信系统是应用于
市话中继，而且当时的速率是45Mbit/s，所使用的是多模光纤，而且应用在850nm的短波长窗口。随着光纤通信
系统的应用从市话扩展到长途，光纤850nm窗口的衰减显然较大，当时又研制成功了1300nm的长波长器件，于是
就产生了应用1300nm窗口的长波长光纤通信系统，这些系统都还是使用G.651规范的多模光纤。随着传输距离进
一步延伸和传输速率的提高，多模光纤已经不能满足系统要求。当单模激光器研制成功的时候，G.652单模光纤
也应运而生。而且由于光纤的1550nm窗口的衰减比1310nm窗口的衰减低，所以更高速率系统由于光接收灵敏度
的降低又希望保持一定的传输距离，逐步转到1550nm窗口来应用。
从系统的角度来说，2.5Gbit/s以下的系统一般为衰减限制系统，而10Gbit/s及其以上速率的系统为色散限
制系统。从衰减尽可能小的方面看，10Gbit/s及其以上速率的系统应工作在1550nm窗口，但G.652光纤在该窗口
的色散太大，达到18~20ps/nm·km，传输距离被限制在70~80km左右。能否使光纤在1550nm窗口的衰减又小而色
散也小呢，没问题，当时研制出来的G.653色散位移光纤，就是在G.652光纤的基础上，将零色散点从1310nm窗
口移动到1550nm窗口实现的。但是当DWDM系统大量推广应用时发现，由于EDFA在DWDM中的使用，使进入光纤的
光功率有很大的提高，会使光纤产生非线性效应。由于G.653光纤在1550nm窗口的色散值太小，使得在G.653光
纤上工作的DWDM系统受四波混频效应的影响太严重。虽然可以采用非均匀波道间隔、色散支持技术等方法来克
服，但毕竟使系统变得复杂，或者还减少了有效使用波道数，所以并不理想。G.652光纤在1550nm窗口的色散较
大，足以抑制四波混频现象，但因色散太大，不利于以10Gbit/s及其以上速率为基础的DWDM系统长距离传输。
虽然可以采用色散管理等技术来解决，也并不方便。所以人们就去寻求一种使光纤在1550nm窗口的色散既不很
大、又不为零的解决方案，这就是当时称为G.65x，后来规范为G.655的非零色散位移光纤。而且各个不同的光
纤厂家又设计制造出多种不同的G.655光纤，如大有效面积、低色散斜率等等。
实际上，10Gbit/s及其以上速率的系统在光纤中的传输距离不仅受通常光纤的色度色散限制，更严重的是
受偏振模色散PMD的限制，普通G.652光纤和G.655光纤的PMD较大且具有统计特性，系统补偿比较困难。为了满
足高速率系统的要求，在2000年10月G.652光纤 和G.655光纤的标准修订的时候，将G.652光纤细分为G.652A、
G.652B、G.652C三种类型。规定G.652A光纤只能支持2.5Gbit/s及其以下速率的系统（对缆内光纤的PMD系数不
提要求），G.652B光纤可以支持10Gbit/s速率的系统（粗略地说，要求缆内光纤的PMD系数小于0.5ps/km1/2）
。类似地，G.655光纤也相应划分为G.655A光纤和G.655B光纤，前者可支持波道间隔为200GHz以上的DWDM系统，
后者可以支持波道间隔为100GHz及其以下的DWDM系统，并能支持10Gbit/s 传输400km以上的距离。同时由于光
纤制造工艺的不断成熟，特别是脱水工艺的改进，使原来在1380nm附近出现的水吸收峰基本消失，使得G.652光
纤从1260nm到1670nm的整个范围都可用以通信。于是把这种光纤命名为G.652C光纤，G.652C光纤也可以支持
10Gbit/s速率的传输。
当在光纤上传输的单信道速率达到40Gbit/s或对于以40Gbit/s为基础的WDM系统，PMD的影响更为显著，必
须进一步严化对光纤的PMD指标的要求。另一方面，10Gbit/s系统已成为光纤传输的主流速率，希望所有的光纤
包括G.652A、G.655A都能支持10Gbit/s系统的传输，对G.652B希望能支持10Gbit/s 传输3000km以上的距离，显
然也必须减小PMD的影响。于是在2003年1月修订G.652光纤和G.655光纤标准时，不仅对原G.652A、G.652B、
G.652C以及G.655A、G/655B的指标做了调整，又定义了两种新型的光纤G.652D和G.655C光纤。
初期的DWDM系统通常工作在C波段（1530~1565nm），然而，C波段只有35nm的范围，即使采用0.4nm的波道
间隔，在1529~1560也只能安排80个波道。要进一步增加波道数，就必须增大可利用的波长范围，例如可以把L
波段（1565~1625nm）利用起来，这样，就有95nm的范围可利用。由于1600~1625nm范围光纤的色散太大，所以
在L波段1570~1603nm范围内可安排80个间隔为0.4nm的波道。C+L波段可以实现160波的系统。要继续增加波道数
，当然可以再减小波道间隔，但波道间隔的减小是有限度的，一方面增大了去复用的难度，另一方面太小的间
隔使每个波道可传送的速率受到较大的限制。所以寄希望于再扩大可利用波长范围。G.652C光纤的可用波长范
围达410nm，但整个范围内色散的变化太大，系统进行补偿的难度和代价太大。于是人们想到，利用S+C+L三个
波段，为了减少系统的麻烦，又应让光纤在这个范围内色散的变化维持在一个较小的范围，这就引出了对另一
种新型光纤的研究，ITU-T把这种光纤命名为G.656光纤。
本文在下面的部分主要介绍对G.652A、B、C，G.655A、B光纤的新要求和三种新型光纤G.652D、G.655C和
G.656的特性及其标准。
2 G.652D光纤
如前所述，对于10Gbit/s 及其以上速率的高速系统来说，PMD对其传输距离的影响极大，从表1中可以看出
，要支持统传输距离达400km，则PMDQ必须小于0.5 ps/Ökm，此时可支持40Gbit/s系统的甚短距离2km的应用。
当PMDQ小于0.20 ps/Ökm时，10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上，40Gbit/s系统传输距离可达80km以上。当
PMDQ小于0.10 ps/Ökm时，10Gbit/s系统传输距离可大于4000km，而40Gbit/s系统传输距离可达400km以上。
在2003年1月修改G.652光纤标准时，希望全面提高G.652光纤的特性，至少都要支持10Gbit/s的长途应用，对
G.652B要求支持40Gbit/s的长途应用，所以开始提出G.652B的PMDQ应小于0.10ps/Ökm。后来基于考虑40Gbit/s
的应用主要从城域网开始，10Gbit/s系统的传送在3000km左右已经可以覆盖大部分应用情况，所以放宽到0.20
ps/Ökm。经过调整过的各类G.652光纤的特性为：G.652A支持10Gbit/s系统传输距离可达400km，10Gbit/s以太
网的传输达40km，支持40Gbit/s系统的距离为2km。相应的参数指标如表2所示。
表2 G.652A光纤参数指标
对于G.652B型光纤，必须支持10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上，40Gbit/s系统的传输距离为80km。
相应的参数指标如表3所示。
表3 G.652B光纤参数指标
对于G.652C型光纤，基本属性与 G.652A相同，但在1550nm的衰减系数更低，而且消除了1380nm附近的水吸
收峰，即系统可以工作在1360~1530nm波段。相应的参数指标如表4所示。
表4 G.652C光纤参数指标
为了使无水吸收峰光纤也能支持G.652B所支持的那些应用，必须对无水吸收峰光纤的PMDQ提出更严的要求
，因此有必要定义一种新的光纤类型，即G.652D型光纤。这种光纤的参数指标如表5所示。可以看出，G.652D型
光纤的属性与G.652B光纤基本相同，而衰减系数与G.652C光纤相同，即系统可以工作在1360~1530nm波段。
表5 G.652D型光纤参数指标
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