光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的

小君 2023-02-22 09:09:20 105

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的G.652光纤是应用最广泛的光纤，目前除了光纤到户(FTTH)的入户光缆外，长途、城域使用的光纤几乎全为G.652光纤。图3 单模光纤中光信号的传输多模光纤的纤芯直径一般为50um～100um，当纤芯直径变小时，光纤的传输性能明显改善。原来光信号在光纤内的传输有多种模式，如图2所示，当纤芯直径变小时，光信号的传输模式也会变少，各传输模式间的干扰变少。图2 渐变型多模光纤中光信号的传输当光纤的纤芯直径小到一定值以下时，光信号的传输模式就只剩下了一种，如图3所示，这就成了单模光纤。（图2和图3是老丁头瞎画的，不太严谨）

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(1)

根据ITU-T的标准，通信光纤分为：G.651～ G.657共7个大类，这几类光纤有什么区别呢。

1、G.651光纤

G.651是多模光纤，而从G.652至G.657都是单模光纤。

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成的，如图1所示。包层的直径通常为125us，涂覆层（着色后）的直径一般为250us；但纤芯的直径就不是个固定值了，因为纤芯直径的不同，直接导致了光纤传输性能的巨大变化。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(2)

图1 光纤的结构图

多模光纤的纤芯直径一般为50um～100um，当纤芯直径变小时，光纤的传输性能明显改善。原来光信号在光纤内的传输有多种模式，如图2所示，当纤芯直径变小时，光信号的传输模式也会变少，各传输模式间的干扰变少。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(3)

图2 渐变型多模光纤中光信号的传输

当光纤的纤芯直径小到一定值以下时，光信号的传输模式就只剩下了一种，如图3所示，这就成了单模光纤。（图2和图3是老丁头瞎画的，不太严谨）

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(4)

图3 单模光纤中光信号的传输

2、G.652光纤

G.652光纤是应用最广泛的光纤，目前除了光纤到户(FTTH)的入户光缆外，长途、城域使用的光纤几乎全为G.652光纤。

从光的能量分布来看，单模光纤中的光信号并不仅在纤芯传输，包层中也有光信号。为了描述单模光纤中光能的集中程度，把光纤中光强度降低到轴心处最大光强的1/(e^2)的各点中两点最大距离定义为模场直径，如图4所示。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(5)

图4 模场直径的定义

显然，模场直径更能体现单模光纤的传输特性，所以，单模光纤干脆不提纤芯直径了。模场直径是单模光纤的一个重要参数大小随波长增大而增大。

影响光纤传输距离的最重要因素之一是衰耗，光纤的衰耗系数是和波长相关的。常规单模光纤的衰耗系数见图5。从图中可以看出，光纤在1310nm和1550nm处的衰耗较小，1310nm和1550nm也成了单模光纤最常用的2个波长窗口。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(6)

图5 常规单模光纤的衰耗系数

3、G.653光纤

在光通信系统的速率进一步提高后，信号的传输开始受光纤色散的影响。色散是指信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后产生的信号失真（脉冲展宽）现象，如图6所示。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(7)

图6 光纤的色散

光纤的色散系数也是和波长有关的，如图7所示。单模光纤在1550nm处的衰耗系数最小，但该波长处的色散系数较大。于是人们就研制出了一种在1550nm处色散系数为0的单模光纤，这种看似完美的光纤就是G.653。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(8)

图7 G.652和G.653光纤的色散系数

然而，光纤的色散为0却不适合波分(WDM)系统的使用，所以，G.653光纤很快就被淘汰了。

4、G.654光纤

G.654光纤主要用于海缆通信系统，为适应海缆通信长距离、大容量的需求，G.654光纤主要做了两个方面的改进。

（1）降低光纤的损耗；从G.652的0.22dB/km降到了0.19dB/km（标准值）。

（2）增大光纤的模场直径；光纤的模场直径越大，通过光纤横截面的能量密度就越小，从而改善光纤的非线性效应，提升光纤通信系统的信噪比。

老丁头猜想，增大光纤模场直径最容易的办法就是增加纤芯直径，纤芯直径增加后，光纤的截止波长不就加大了呗。这就不难理解G.654光纤的名称为:截止波长位移光纤了（G.654光纤的截止波长约为1530nm 其他单模光纤一般为1260nm）。当然，纤芯直径也不能增加太多，否则连1550nm的波长范围都不能使用，就成多模光纤了。

5、G.655光纤

G.653光纤因在1550nm波长处的色散为零，不利用WDM系统的使用，于是就研制了一种在1550nm波长处色散很小但不为0的光纤，这就是G.655光纤。G.655光纤在1550nm波长附近衰耗最小、色散较小且不为0，可以用于WDM系统；所以，G.655光纤在2000年前后的20多年时间内，一直是长途干线的首选。G.655光纤的衰耗系数与色散系数见图8。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(9)

图8 G.655光纤的衰耗系数与色散系数

但是，这么好的光纤也有面临淘汰的一天。随着色散补偿技术的成熟，G.655光纤居然被G.652光纤取代了。大约从2005年开始，长途干线开始规模使用G.652光纤，目前G.655光纤几乎仅用于原长途线路的维护。

老丁头认为，G.655光纤被淘汰还有一个重要的原因：

G.655光纤的模场直径标准是8～11μm（1550nm），不同光纤厂商生产的光纤模场直径可能差距较大，但光纤的型号却没有任何区别，而模场直径差异较大的光纤接续时有较大的衰耗，这就给维护带来了极大的不便；所以，在干线系统中，即使使用G.652光纤需要更大的的色散补偿成本，用户也不愿意选择G.655光纤。

6、G.656光纤

介绍G.656光纤之前，先回到G.655称霸长途干线的那个年代。

从衰耗特性来看，G.655光纤从1460nm～1625nm（S C L波段）的波长范围都可以用于通信，但由于1530nm波长以下光纤的色散系数太小，不适合波分(WDM)系统的使用，所以G.655光纤的可使用波长范围为1530nm～1525nm（C L波段）。

为了使光纤的1460nm～1530nm波长范围（S波段）也能用于通信，设法降低了G.655光纤的色散斜率，这就是成了G.656光纤。G.656光纤的衰耗系数与色散系数见图9。

光纤一线和二线区别，通信光纤是如何分类的(10)

图9 G.656光纤的衰耗系数与色散系数

老丁头认为，由于光纤的非线性效应，长途WDM系统的波道数量不会大量增加，而城域光纤的建设成本较低，增加WDM系统的波道数意义也不大，所以，目前的密集波分（DWDM）主要还是80/160波，光纤的C L波段足以满足需求。除非高速率系统对波道间隔有较大的要求，否则G.656光纤将永远没有规模使用的哪一天。