康寧EX2500光纖助力實(shí)現(xiàn)超1000公里跨距無中繼光傳輸紀(jì)錄

  ICC訊 近日，華中科技大學(xué)，武漢光迅科技股份有限公司，國家電網(wǎng)信息通信公司，與康寧光通信首次報道了單跨距1002.75公里無中繼光通信傳輸實(shí)驗(yàn)成果，該論文在2024 OECC 上作為學(xué)術(shù)質(zhì)量最高的post deadline paper發(fā)表。本次實(shí)驗(yàn)采用了康寧EX2500超低損耗大有效面積G.654.E光纖，單跨距離1002.75公里無中繼，鏈路總損耗為145.4dB，該方案采用OOK調(diào)制、擴(kuò)頻編碼和外差檢測、商用高階拉曼泵等傳輸和放大技術(shù)。

  超長單跨無中繼傳輸技術(shù)

  隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和延伸，針對荒漠、海洋等偏遠(yuǎn)、惡劣環(huán)境下的通信傳輸需求將逐漸增加。其中，無中繼光通信系統(tǒng)因其無需任何在線有源設(shè)備，可以簡化傳輸線路，降低線路復(fù)雜性和整體系統(tǒng)成本。因此，超長跨距光傳輸技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)、鐵路、高速公路、石油天然氣管道等專用通信系統(tǒng)中，以跨越沙漠、海洋、森林、沼澤等廣大無人區(qū)域。同時超長單跨無中繼光傳輸也可以為運(yùn)營商在特殊場景下簡化線路設(shè)計(jì)、優(yōu)化整體系統(tǒng)成本。

  本實(shí)驗(yàn)所取得的突破

  根據(jù)已有的報道，目前最長的單跨無中繼傳輸距離為：2.5 Gb/s單跨 713.2公里，10 Gb/s單跨665公里，100 Gb/s單跨653公里，400 Gb/s單跨502公里，800 Gb/s單跨404公里，如圖1所示。

  EX2500超低衰減大有效面積光纖

圖1 不同信道比特率下的無中繼傳輸距離記錄

  在本次實(shí)驗(yàn)中，通過使用最佳電子和光學(xué)系統(tǒng)，在2 Mb/s的速度下，超過1002.7 km的單跨無中繼傳輸和145.4 dB的超低損耗記錄。在2.5 Gb/s的傳輸速度下，實(shí)現(xiàn)了單跨無中繼808.2公里的超長傳輸記錄，這意味著與之前的記錄相比，距離增加了95公里。

  在本次實(shí)驗(yàn)中，除了傳輸設(shè)備的創(chuàng)新外，另外一個亮點(diǎn)是采用了康寧Corning® Vascade® EX2500光纖，該光纖具有超低衰減系數(shù)(其典型值為0.148dB/km @1550nm，本次實(shí)驗(yàn)中的衰減低至0.145dB/km)和大有效面積特性 (有效面積典型值為125μm2)，符合ITU-T G.654.B/D/E標(biāo)準(zhǔn)。EX2500是專為具有挑戰(zhàn)的超長距離大容量傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)品。EX2500光纖能助力海洋和陸地長途干線網(wǎng)絡(luò)提升性能，簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，構(gòu)建高價值的海洋與陸地長途干線網(wǎng)絡(luò)?？蓪?shí)現(xiàn)海洋與陸地長途干線光纜的無縫連接。該產(chǎn)品極低的衰減和大有效面積也可應(yīng)用于電力、石油等專網(wǎng)超長站距場景，支持專網(wǎng)通信系統(tǒng)向更高速率和容量升級。

  無中繼技術(shù)的應(yīng)用與展望

  超長單跨無中繼光傳輸技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)勢有：

  (1)電網(wǎng)、鐵路、高速公路、石油天然氣管道等專用通信網(wǎng)：這些專用網(wǎng)絡(luò)通常需要穿越偏遠(yuǎn)無人的山區(qū)或荒漠，傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)設(shè)立中繼站不僅需要進(jìn)行中繼站設(shè)備機(jī)房的建設(shè)，同時還需要設(shè)立專門的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備為中繼站的光通信設(shè)備提供電源，此外還需要額外承擔(dān)大量的中繼站維護(hù)運(yùn)行成本。不僅在建立中繼站和維護(hù)中花費(fèi)大量的成本開銷，同時任意一個中繼站出現(xiàn)故障，都會導(dǎo)致整體光纖通信系統(tǒng)的通信中斷。而采用無中繼光通信系統(tǒng)，不僅能夠降低大量的建設(shè)和維護(hù)中繼站的資金成本，同時能夠提升通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

  (2)近海通信網(wǎng)：隨著近些年國家大力發(fā)展近海漁業(yè)資源和其他海洋資源，在近海的漁業(yè)設(shè)備或海洋其他礦產(chǎn)資源探測系統(tǒng)的發(fā)展與部署，部署陸地光纜線路或采用跨洋光纜線路均存在成本較高或其他的制約因素而較難實(shí)施。利用無中繼光通信系統(tǒng)能夠極大地簡化線路設(shè)計(jì)與整體系統(tǒng)成本，能夠針對性解決近年來不斷增長的近海通信傳輸市場需求。

  (3)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中跨越湖泊、沙漠，沼澤或山區(qū)等無人區(qū)域：無中繼超長跨距傳輸系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定性高的高效光通信鏈路的傳輸，能夠成為特殊通信場景需求的有效解決方案。