CFCF2021 | 华为童朝阳：光纤连接技术趋势展望
发布时间：2021-07-21 08:49:15 热度：3109
7/21/2021，光纤在线讯，6月23~25日，在CFCF2021光连接大会上，华为2012实验室玻璃Lab光纤首席技术专家童朝阳发表《光纤连接技术趋势展望》的主题报告，分享了光纤连接器技术、光通信系统的诉求以及面临的挑战与展望。
童朝阳呼吁，要实现光连接新技术的提升需要实现整体产业链的提升，需要业界重视提升光纤连接器材料、工艺、结构，进一步提升品质并强化可靠性。
一、光纤连接技术
光纤连接器最基本的定义，就是把光纤两边成端，实现快速的连接，熔接也好、冷接也好，可以实现反复的连接。它主要的功能是实现光纤或者光器件、子系统之间形成完整的联通，以最低的损耗和最高的可靠性连接起来。
常见的光纤连接器分为单芯、多芯连接器，也可以按照光纤类型，反复插拔否，单体容纤数量，端面接触否等分类方式非常多。
光纤连接器性能的关键参数包括IL插损、RL回损、IL重复性、插拔寿命、可靠性等。业界典型的参数是实面IL重复性<0.2dB,陶瓷类的插拔寿命大于300次，可靠性超过15年，但实际上现在不少连接器达不到。
光学性能参数的影响因素包括对接偏差，光纤差异，2D完整性，3D几何，还有外结构设计及制造公差。对于非物理接触的光纤连接器可能要进行镀膜，其光纤膜的特性、附着力、强壮度、抗凝度的特性非常关键。
二、光纤连接在光通信中的地位及光纤通信系统的要求
光通信到了什么地位？上天入海，遍布干线城域和接入网，包括光纤接入网和无线接入回传，都是用的光连接，它是支撑光网络健康、可靠运营非常关键的基础之一。
光纤连接器看似简单，作用不简单，连接着光链路每个节点，是支撑光网络健康、可靠运行的关键基石之一。光纤连接器的品质和可靠性，极其重要！！！
光通信系统对光纤连接技术的特性诉求：
1、光通信需要跨大容量，追求光纤单位面积端面的带宽，这就要求光纤连实现低IL、高RL及稳定性，防尘能力，P&P结构设计。
2、我们需要实现大跨距、低时延。则需要低IL高RL及稳定性，防尘能力等。对于时延敏感的应用，可靠性、低时延是非常重的诉求。
3、同时需要安装/维护变得更便捷，网络健康实时监测及预测，并具备可扩展性，所以还需要连接更智能化。
所以我们需要关注低插损。对器件来讲，这是非常重要的参数，对有些场景来讲可能是致命的。高回损以及参数、耐高功率的问题性。随着新一代的放大系统出现，它需要提升功率，耐高功率是对光纤连接必然的特性诉求，包括防尘能力、前后向兼容性、连接智能化等。对结构设计即插即用，不需要做太多的动作，这也是提升效能。
三、光纤连接技术面临的挑战与展望
1、基于SMF技术演进路径对光纤连接器带来的挑战。
首先是波段扩展：目前光纤的低损耗技术发展非常好，通信里用得最多是C波段，或者是独立的L波段，实际上光纤足够熔很多波段。目前C+L波段是下一步演进的自然方向。演进之后的光纤损耗降低，功率提高，但是必须保证端面的洁净度等一些列问题，毕竟光纤连接器需要高功率。为此，我们需要考虑，连接器的耐高功率，防尘（防、洁、容）组合式能力。
第二是高密度容纤。实现从12芯到24芯，36芯更高密度容纤的演进路线，但高密度容纤带来两个问题：1是为保持PC、弹簧力增加，造成损耗劣化，预偏置等新问题，需要考虑不依赖增加弹簧力，实现低损高密的新型光连接对接方式。
2、新光纤的发展带给光纤连接技术的新挑战
光纤本身已经不再依赖于标准单模光纤，光纤要技术换轨。比新型多核光纤，这个对光连接技术、连接器、扇入扇出提出新挑战，新型光纤MCF多核光纤，对光纤连接技术(对接、FIFO)提出的新挑战：IL、CT-> 新连接机构、新耦合方式。
其他新型光纤：如HCF、FMF、OAM的逐步发展，同样对光纤连接技术提出了新的挑战，需要考虑新的连接结构、新耦合方式！
最后，童总呼吁，要实现光连接新技术的提升需要实现整体产业链的提升，包括底层材料、核心工艺、装备、制备、表征、集成、测试技术的安全可控性。同时需要业界重视提升光纤连接器材料、工艺、结构，进一步提升品质并强化可靠性。
童朝阳呼吁，要实现光连接新技术的提升需要实现整体产业链的提升，需要业界重视提升光纤连接器材料、工艺、结构，进一步提升品质并强化可靠性。
一、光纤连接技术
光纤连接器最基本的定义，就是把光纤两边成端，实现快速的连接，熔接也好、冷接也好，可以实现反复的连接。它主要的功能是实现光纤或者光器件、子系统之间形成完整的联通，以最低的损耗和最高的可靠性连接起来。
常见的光纤连接器分为单芯、多芯连接器，也可以按照光纤类型，反复插拔否，单体容纤数量，端面接触否等分类方式非常多。
光纤连接器性能的关键参数包括IL插损、RL回损、IL重复性、插拔寿命、可靠性等。业界典型的参数是实面IL重复性<0.2dB,陶瓷类的插拔寿命大于300次，可靠性超过15年，但实际上现在不少连接器达不到。
光学性能参数的影响因素包括对接偏差，光纤差异，2D完整性，3D几何，还有外结构设计及制造公差。对于非物理接触的光纤连接器可能要进行镀膜，其光纤膜的特性、附着力、强壮度、抗凝度的特性非常关键。
二、光纤连接在光通信中的地位及光纤通信系统的要求
光通信到了什么地位？上天入海，遍布干线城域和接入网，包括光纤接入网和无线接入回传，都是用的光连接，它是支撑光网络健康、可靠运营非常关键的基础之一。
光纤连接器看似简单，作用不简单，连接着光链路每个节点，是支撑光网络健康、可靠运行的关键基石之一。光纤连接器的品质和可靠性，极其重要！！！
光通信系统对光纤连接技术的特性诉求：
1、光通信需要跨大容量，追求光纤单位面积端面的带宽，这就要求光纤连实现低IL、高RL及稳定性，防尘能力，P&P结构设计。
2、我们需要实现大跨距、低时延。则需要低IL高RL及稳定性，防尘能力等。对于时延敏感的应用，可靠性、低时延是非常重的诉求。
3、同时需要安装/维护变得更便捷，网络健康实时监测及预测，并具备可扩展性，所以还需要连接更智能化。
所以我们需要关注低插损。对器件来讲，这是非常重要的参数，对有些场景来讲可能是致命的。高回损以及参数、耐高功率的问题性。随着新一代的放大系统出现，它需要提升功率，耐高功率是对光纤连接必然的特性诉求，包括防尘能力、前后向兼容性、连接智能化等。对结构设计即插即用，不需要做太多的动作，这也是提升效能。
三、光纤连接技术面临的挑战与展望
1、基于SMF技术演进路径对光纤连接器带来的挑战。
首先是波段扩展：目前光纤的低损耗技术发展非常好，通信里用得最多是C波段，或者是独立的L波段，实际上光纤足够熔很多波段。目前C+L波段是下一步演进的自然方向。演进之后的光纤损耗降低，功率提高，但是必须保证端面的洁净度等一些列问题，毕竟光纤连接器需要高功率。为此，我们需要考虑，连接器的耐高功率，防尘（防、洁、容）组合式能力。
第二是高密度容纤。实现从12芯到24芯，36芯更高密度容纤的演进路线，但高密度容纤带来两个问题：1是为保持PC、弹簧力增加，造成损耗劣化，预偏置等新问题，需要考虑不依赖增加弹簧力，实现低损高密的新型光连接对接方式。
2、新光纤的发展带给光纤连接技术的新挑战
光纤本身已经不再依赖于标准单模光纤，光纤要技术换轨。比新型多核光纤，这个对光连接技术、连接器、扇入扇出提出新挑战，新型光纤MCF多核光纤，对光纤连接技术(对接、FIFO)提出的新挑战：IL、CT-> 新连接机构、新耦合方式。
其他新型光纤：如HCF、FMF、OAM的逐步发展，同样对光纤连接技术提出了新的挑战，需要考虑新的连接结构、新耦合方式！
最后，童总呼吁，要实现光连接新技术的提升需要实现整体产业链的提升，包括底层材料、核心工艺、装备、制备、表征、集成、测试技术的安全可控性。同时需要业界重视提升光纤连接器材料、工艺、结构，进一步提升品质并强化可靠性。
