Page 15 - 網絡電信2024年12月刊

G.654光纖衰減降低的多途徑探討及其應用

劉永 戚仁寶 管弘豐 羅干 賀作為
江蘇亨通光纖科技有限公司 江蘇蘇州 215000

摘要：隨著通信技術的飛速進步，光纖傳輸性能的要求不斷升級。G.654光纖因其在長距離及高速
傳輸中展現的低損耗優勢而備受關注。本文詳盡分析了G.654光纖的固有與外在損耗原因及其影響，探
討了主要的損耗機制，包括紫外與紅外吸收、瑞利散射、OH和TM吸收、波導缺陷及彎曲損耗等?；?
這些損耗因素，提出了降低衰減的策略和措施，如優化光纖的制造工藝和過程管理。特別是，通過降低
瑞利散射系數和調整假想溫度，采納新式退火結構，有效減少了光纖的固有損耗。本研究不僅實現了
G.654光纖平均衰減水平的降低，增強了對其衰減機理的理解，同時也為未來光纖通信技術的發展提供
了理論依據和實踐指導。

關鍵詞：G.654光纖；瑞利散射；光纖制造工藝；拉曼光譜

在現代通信系統中，光纖技術以其極高的數據傳輸速率和 光纖制造工藝來降低光纖損耗的可能性。旨在為光纖通信領域
遠距離傳輸能力，已成為信息時代的基石。特別是G.654光纖， 提供實際可行的解決方案，以滿足未來通信網絡對高效率和高
在長距離海底及陸地通信中因低損耗表現而受到廣泛關注。盡 穩定性的需求。
管如此，其傳輸效率仍受固有損耗和外在損耗的制約，主要損
耗匯總如圖1所示。固有損耗主要包括i材料吸收（如紫外和紅 1、光纖損耗機制
外吸收）以及由光纖材料中硅和氧原子不規則排列引起的瑞利
散射。外在損耗則包括雜質吸收（如OH和TM元素）、波導污染 1.1 固有損耗
和彎曲損耗等。 固有損耗主要包括紫外吸收、紅外吸收以及瑞利散射。
圖1 光纖中能量損失貢獻的頻譜依賴性及彎曲損耗[1][2] 紫外和紅外吸收源于光纖材料（主要是硅）在特定波長下的光
能吸收，而瑞利散射則由光纖材料內部微觀結構的不均勻性引
隨著光纖網絡朝著更寬帶寬和更高數據速率發展，不斷提 起，是光纖中最主要的損耗來源。
高光纖性能已成為行業的重點。因此，深入探究如何在制造和 1.1.1 紫外吸收
實際應用中減少光纖損耗，對推動光通信技術進步具有重要的 紫外吸收主要發生在光纖傳輸光譜的紫外端，即在波長較
理論和實際意義。 短的區域。這種吸收現象是由于光纖材料中存在的電子躍遷引
起的，特別是硅基材料中的電子在接收到足夠能量時，從價帶
本文系統分析了G.654光纖的損耗機制，并探討了通過優化 躍遷到導帶，從而吸收光能。
在光纖中，紫外吸收主要由兩種因素引起：
1.電子躍遷：當光纖中的光波光子能量達到或超過材料的
帶隙能量時，光子被材料中的電子吸收，使得電子從較低的能
級躍遷到較高的能級。這一過程主要發生在光譜的紫外部分。
2. 雜質和缺陷：光纖材料中的雜質或結構缺陷也會引起紫
外吸收。例如，硅材料中的氧雜質和其他非晶區域可以形成能

網絡電信 二零二四年十二月 13