VIAVI保駕護航G.654E光纖部署和維護

助力中國電信開拓創(chuàng)新

東數(shù)西算”助推光纖升級換代，G.654.E光纖迎來高速增長

·數(shù)字經(jīng)濟是國家高質(zhì)量發(fā)展的抓手，東數(shù)西算是推動國家數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。東數(shù)西算骨干網(wǎng)絡(luò)需要高性能的光纖，必將推動傳統(tǒng)光纖的升級換代，G.654.E光纖將迎來高速增長機會。

·ITU-T自2013年7月開始討論這種適用于陸地傳輸系統(tǒng)的G.654光纖(G.654.E)，可以在保持與現(xiàn)有陸地應(yīng)用單模光纖基本性能一致前提下，增大光纖有效面積，同時降低光纖衰減系數(shù)，從而提升400G傳輸性能。

·ITU-TG.654標準上一版本發(fā)布于2012年，共包含A、B、C和D四個子類，主要區(qū)別在于MFD范圍和宏彎性能上。在G.654最新版本修訂中，針對陸地高速相干傳送系統(tǒng)應(yīng)用，增加了E子類。G.654.E光纖標準主要修訂內(nèi)容

·在2016年9月ITU-TSG15全會上，G.654標準修訂完成并通過，標志著應(yīng)用于陸地高速傳送系統(tǒng)的G.654.E光纖正式完成標準化工作。此次會議主要針對G.654.E光纖的模場直徑(MFD)與有效面積、宏彎損耗特性、色散參數(shù)和衰減系數(shù)等特性進行了規(guī)定。

·模場直徑(MFD)與有效面積

·G.654.E光纖在1550nm區(qū)的MFD范圍為11.5um～12.5um，相應(yīng)的有效面積范圍從110um2到130um2，相比現(xiàn)有G.654.B子類(9.5um～13um)，縮嚴了MFD標稱值范圍，但容差仍然保持為±0.7um。

·宏彎損耗特性

·陸地應(yīng)用工作環(huán)境復(fù)雜，溫度和氣候等復(fù)雜多變，外部環(huán)境對光纖性能影響較大;因此G.654.E光纖彎曲性能尤為重要，需要遠優(yōu)于海底應(yīng)用的G.654光纖。

·因此針對G.654.E子類，其標準要求在100圈30mm半徑打環(huán)時，在1625nm處的最大附加衰減應(yīng)不超過0.1dB，要遠優(yōu)于G.654.B子類(0.5dB)和G.654.D子類(2dB)，達到與G.652.D完全相同的彎曲性能，以打消有效面積增大可能導(dǎo)致陸地應(yīng)用彎曲性能劣化的顧慮。

·在中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點工廠測試中，基于ITU規(guī)范的測試方法，分別測試了1550nm和1625nm處的宏彎損耗，可發(fā)現(xiàn)附加衰減基本都小于0.1dB，其中81.8%要小于0.05dB。

G.654.E光纖性能

指標要求

·衰減系數(shù) - 標準文件正文中明確指出在1550nm區(qū)域，可以實現(xiàn)0.15dB/km到0.19dB/km的光纖衰減系數(shù)，其中最低衰減系數(shù)取決于制造工藝、光纖材料與設(shè)計以及光纜設(shè)計。

·色散參數(shù) - 由于G.654光纖主要工作波長區(qū)域在1530nm～1625nm，因此針對該波長區(qū)規(guī)范了色散和色散斜率的范圍，其中在1550nm處，色散最大值Dmax為23ps/(nm·km)，最小值Dmin為18ps/(nm·km)，色散斜率最大值Smax為0.07ps/(nm2·km)，最小Smin為0.05ps/(nm2·km)

400G+的需求使G.654.E 成為超高傳輸技術(shù)光纖主流

“東數(shù)西算”網(wǎng)絡(luò)布局空間跨度大，數(shù)據(jù)傳輸更為頻繁，用戶對時延要求更高，現(xiàn)有骨干網(wǎng)絡(luò)的性能難以勝任。事實上隨著數(shù)據(jù)流量不斷增長，傳統(tǒng)承載網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和帶寬壓力不斷增加，骨干網(wǎng)傳輸速率將從100G不斷向200G/400G等更高速率升級。根據(jù)預(yù)測（見圖2），未來2年，超100G網(wǎng)絡(luò)在整體市場份額中將超過60%，并且400G+將成為超100G網(wǎng)絡(luò)的主流應(yīng)用。中國移動研究院專家表示，從骨干網(wǎng)層面來看，單波400G即將開啟，并進入長周期。因此，提前部署支持200G、400G系統(tǒng)的光纖光纜產(chǎn)品是建設(shè)高速信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。但現(xiàn)網(wǎng)中使用的G.652光纖，已經(jīng)無法滿足未來光傳輸網(wǎng)絡(luò)超高速率、超大容量、超長距離的傳輸需要。

G.654.E光纜的熔接機熔接及測試需求

·工程方面，主要反饋熔接一次成功率低，導(dǎo)致光纜接續(xù)時間長。通過分析，主要原因來自于：一是環(huán)境因素，工程反映不同季節(jié)熔接成功率差異大，車內(nèi)施工有利于改善質(zhì)量；二是裝備原因，熔接機自動接續(xù)模式下，熔接損耗缺乏穩(wěn)定性。

·G.654.E較寬泛的模場直徑——不同廠家纖芯互熔產(chǎn)生較大接續(xù)損耗（高達0.2dB）

·G.654.E的大有效面積——某些熔接機無法準確識別纖芯、包層，需要設(shè)為包層對準、甚至多模模式才能熔接，對熔接損耗有潛在影響

·G.652.D和G.654.E在折射率剖面設(shè)計、模場直徑差異明顯——二者互熔存在熔接損耗過大、反射明顯。

需要OTDR的更加精準的雙向測試驗收！

G.654.E OTDR測試方案

MTS4000、ONA-800 測試平臺

·OTDR 支持三波長，測試1550nm及1625nm波長

·OTDR 更高的測試精度及線性度

·OTDR支持現(xiàn)場的真正雙向測試，實時給出測試結(jié)果

***電信G.654E長途光纜 - OTDR測試儀表

XX電信G.654E長途光纜OTDR測試報告

測試時間：2021年10月29日

測試地點：中國電信***分公司

測試人員：VIAVI儀表廠家、**電信工作人員

測試儀表：VIAVI ONA-800 E8136D

儀表主要技術(shù)參數(shù)：

光纖端面檢測 – 先檢查，后連接

確保符合IEC 61300-3-35（端面驗收標準）的簡單方法是遵循先檢查，后連接（IBYC）最佳實踐。 檢查連接的兩側(cè)非常重要 - 例如，檢查連接的公頭端和母頭端的連接器。 檢查連接的兩側(cè)是確保連接沒有污染和缺陷的唯一方法。 使用IBYC時，請務(wù)必先檢查光纖 - 無需清潔干凈的端面。 如果臟了，請清潔并再檢查以確認清潔是否有效。 只有當(dāng)兩個連接器都干凈時，才能進行連接。

1550nm波長結(jié)果分析：

VIAVI G654.E分析配置文件測試結(jié)果可直觀反映長途光纖，并針對其中的光纖接頭，熔接，連接器等有明顯標注、解釋，方便非專業(yè)技術(shù)人員查看，理解。在1550nm波長下，測得光纜總損耗16.543dB（包含鏈路中的所有接頭損耗）, 平均損耗0.177dB, 鏈路回損30.24dB, 以及各分段的長度，斜率(小于0.17dB或等于0.171dB/km，其中包含接頭 及熔接）等參數(shù)。同時也可呈現(xiàn)真實測試的OTDR曲線。

1625nm波長結(jié)果分析：

VIAVI G654.E分析配置文件測試結(jié)果可直觀反映長途光纖，并針對其中的光纖接頭，熔接，連接器等有明顯標注、解釋，方便非專業(yè)技術(shù)人員查看，理解。在1625nm波長下，測得光纜總損耗18.188 dB（包含鏈路中的所有接頭損耗）, 平均損耗0.195dB, 鏈路回損30.66dB, 以及各分段的長度，斜率（均小于0.19dB/km，其中包含接頭及熔接)等參數(shù)。同時也可呈現(xiàn)真實測試的OTDR曲線。

1625nm波長結(jié)果分析：

VIAVI G654.E分析配置文件測試結(jié)果可直觀反映長途光纖，并針對其中的光纖接頭，熔接，連接器等有明顯標注、解釋，方便非專業(yè)技術(shù)人員查看，理解。在1625nm波長下，測得光纜總損耗4.739 dB（包含鏈路中的所有接頭損耗）, 平均損耗0.200dB, 鏈路回損31.41dB, 以及各分段的長度，斜率（均小于0.2dB/km, 包含接頭及熔接）等參數(shù)。同時也可呈現(xiàn)真實測試的OTDR曲線。

熔接增益及雙向測試

在XX電信的測試中，我們發(fā)現(xiàn)每條鏈路都出現(xiàn)了增益現(xiàn)象。如右圖***到**樞紐段的測試結(jié)果，第六個事件的損耗為-0.017dB,此為熔接增益現(xiàn)象。為準確測試該事件點的損耗，需執(zhí)行OTDR雙向測試。

雙向分析的概念如下：如果在兩個熔接的光纖之間存在后向散射系數(shù)的不匹配，則根據(jù)測量的方向，此差異的代數(shù)含義將會改變。即，如果在一個方向上執(zhí)行測量，則此差異作為增益出現(xiàn)。如果在相反方向測量，則此差異作為損耗出現(xiàn)。此差異將與測量過程中的實際熔接損耗相結(jié)合。然而，如果在兩個方向上所讀取的熔接損耗讀數(shù)被平均，則后向散射的影響將被減去，生成實際的熔接損耗。

為何要雙向測試

消除光纖增益影響，測試熔接點實際損耗，科學(xué)輔助工程驗收

傳統(tǒng)雙向測試很麻煩，效率很低

→ 第一步: 做一端測試 A-B:

→ 第二步: 做另一端測試 B-A:

→ 第三步: 將測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦中，使用專用的分析軟件，做雙向數(shù)據(jù)合并分析，軟件給出雙向測試結(jié)果。

→ 第四步：根據(jù)電腦軟件的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在次去處理故障問題，不能實時給出測試結(jié)論。

→ 重復(fù)以上過程。

真正的熔接損耗:  ( Event_{loss A→B} + Event_{loss B→A} ) / 2

@1550 nm : 0,049 dB

TestPRO/FCOMP:智能真雙向測試

特點:

·自動智能雙向測試

·一鍵測試, 基于一個光口

·連續(xù)測試

·全面測試出所有指標:

·雙方向測試插損及反射指標

·雙方向OTDR曲線

·遠程控制

·兩臺OTDR 自動交互

·測試設(shè)備直接生成雙向測試報告，當(dāng)場給出測試結(jié)果。

自動真雙向測試

針對多纖光纜/MPO 應(yīng)用進行擴展，與單芯光纖具有相同的實時雙向OTDR (TrueBIDIR) 功能

·連續(xù)性測試和光纖映射（MPO 極性），多纖光纜/MPO光纖鏈路Tier2驗證報告

·使用CABLE-SLM 控制測試過程

色散

在傳輸過程中，影響信號的另一個因素是色散。色散減少了有效的可用傳輸帶寬，單模光纖有兩種類型的色散：色散以及極化模式色散。

色散（CD）的出現(xiàn)是因為光脈沖是由不同波長組成的，每個波長以不同的速度沿著光纖進行傳輸。當(dāng)光脈沖到達接收機時，這些不同的傳輸速度展寬了光脈沖，減少了信噪比，增加了比特誤碼。

極化模式色散

色散由三個主要參數(shù)來定義：

1. 給定波長上的延時，以ps表示。

2. 色散(D)系數(shù)，以ps/nm表示。它對應(yīng)于延時的漂移與波長之間的關(guān)系(或者對應(yīng)于在給定波長上表示延時與距離之間關(guān)系曲線的斜率）。如果它相對1 km進行歸一化，則它被表示為ps/(nm·km)。

3. 斜率(S)，以ps/(nm2·km)表示。它對應(yīng)于色散系數(shù)的漂移作為波長的函數(shù)（或者表示在給定波長上，色散作為距離的函數(shù)曲線的斜率）。

色散系數(shù)（相對1 km進行歸一化）以及斜率依賴于光纖的波長。色散主要依賴于生產(chǎn)過程。當(dāng)設(shè)計不同類型的光纖用于不同的應(yīng)用與不同的需求時，光纜生產(chǎn)廠家考慮色散的效應(yīng)，例如標準光纖，色散偏移光纖或者零色散偏移光纖。

→ 極化模式色散（PMD）是單模光纖的一個基本特性。它影響傳輸速率的大小。PMD是由于給定波長上的能量的傳輸速率的不同而引起的，PMD被分為兩個極化軸，這兩個極化軸互相垂直（如下圖所示）。引起PMD的主要原因是光纖設(shè)計的非圓度以及外界加在光纖上的壓力（宏彎、微彎、扭曲與溫度變化）。

PMD也被稱為所有差分群時延(DGD)的平均值，以ps表示。它還可以被稱為PMD系數(shù)，此系數(shù)與距離的方根值有關(guān)，被表示為

當(dāng)傳輸脈沖沿著光纖傳送時，PMD(平均DGD)引起傳輸脈沖展寬。此現(xiàn)象會生成失真，增加了光系統(tǒng)的比特誤碼率(BER)。PMD的影響是它限制了鏈路上的傳輸比特率。因此，非常重要的一點是了解光纖的PMD值以便計算光纖鏈路的比特率限值。

G.654.E干線色散測試方案

測試光源、PMD/CD分析儀集成方案，全部為便攜式儀表方案，電池供電

測試距離長，跨度大，精度高，速度快。

總結(jié)

·中國電信在國內(nèi)率先建成該干線光纜、推動了G.654E產(chǎn)業(yè)鏈的成熟、對干線光纜網(wǎng)從G.652D邁入G.654E新型光纖時代具有引領(lǐng)作用，對建設(shè)綠色低碳全光網(wǎng)絡(luò)具有積極重要的示范意義。

·使用VIAVI儀表可準確測試G654.E光纖斜率，損耗和光纖距離。

·測試中可準確判斷連接器，熔接點等各種事件類型。

·儀表支持智能鏈路分析功能，可智能圖形化呈現(xiàn)測試結(jié)果，便于查看。同時對于事件點給出原因分析，便于后續(xù)故障處理。

·儀表動態(tài)范圍達到50/50/50dB（1310/1550/1625nm），超高動態(tài)范圍可測試更遠距離。

·儀表的事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)分別為0.5/2.5米，更好的盲區(qū)可保證更高的測試精度。

·MTS6000+ODM，OBS-550色散測試方案，測試距離長，跨度大，精度高， 滿足PMD/CD測試分析的所有需求

·FiberComplete - OTDR雙向測試能夠更精確，更真實給出熔接/事件損耗。

·為了能夠更加全面的測試G.654E光纖具備優(yōu)異的光學(xué)性能。VIAVI的測試儀表可以為G.654E的現(xiàn)場驗收及測試給以更大的幫助與支持。

·儀表采用基于LINUX研發(fā)的專用儀表操作系統(tǒng)，在運行穩(wěn)定性和安全性方面有更多優(yōu)勢。