Viavi保驾护航G.654E光纤部署和维护
发布时间：2022-04-19 10:58:33 热度：1772
4/19/2022，光纤在线讯，助力中国电信开拓创新。
东数西算”助推光纤升级换代，G.654.E光纤迎来高速增长。
• 数字经济是国家高质量发展的抓手，东数西算是推动国家数字经济发展的重要战略举措。东数西算骨干网络需要高性能的光纤，必将推动传统光纤的升级换代，G.654.E光纤将迎来高速增长机会。
• ITU-T自2013年7月开始讨论这种适用于陆地传输系统的G.654光纤(G.654.E)，可以在保持与现有陆地应用单模光纤基本性能一致前提下，增大光纤有效面积，同时降低光纤衰减系数，从而提升400G传输性能。
• ITU-TG.654标准上一版本发布于2012年，共包含A、B、C和D四个子类，主要区别在于MFD范围和宏弯性能上。在G.654最新版本修订中，针对陆地高速相干传送系统应用，增加了E子类。G.654.E光纤标准主要修订内容
• 在2016年9月ITU-TSG15全会上，G.654标准修订完成并通过，标志着应用于陆地高速传送系统的G.654.E光纤正式完成标准化工作。此次会议主要针对G.654.E光纤的模场直径(MFD)与有效面积、宏弯损耗特性、色散参数和衰减系数等特性进行了规定。
• 模场直径(MFD)与有效面积
• G.654.E光纤在1550nm区的MFD范围为11.5um～12.5um，相应的有效面积范围从110um2到130um2，相比现有G.654.B子类(9.5um～13um)，缩严了MFD标称值范围，但容差仍然保持为±0.7um。
• 宏弯损耗特性
• 陆地应用工作环境复杂，温度和气候等复杂多变，外部环境对光纤性能影响较大;因此G.654.E光纤弯曲性能尤为重要，需要远优于海底应用的G.654光纤。
• 因此针对G.654.E子类，其标准要求在100圈30mm半径打环时，在1625nm处的最大附加衰减应不超过0.1dB，要远优于G.654.B子类(0.5dB)和G.654.D子类(2dB)，达到与G.652.D完全相同的弯曲性能，以打消有效面积增大可能导致陆地应用弯曲性能劣化的顾虑。
• 在中国联通现网试点工厂测试中，基于ITU规范的测试方法，分别测试了1550nm和1625nm处的宏弯损耗，可发现附加衰减基本都小于0.1dB，其中81.8%要小于0.05dB。
G.654.E光纤性能
指标要求
• 衰减系数 - 标准文件正文中明确指出在1550nm区域，可以实现0.15dB/km到0.19dB/km的光纤衰减系数，其中最低衰减系数取决于制造工艺、光纤材料与设计以及光缆设计。
• 色散参数 - 由于G.654光纤主要工作波长区域在1530nm～1625nm，因此针对该波长区规范了色散和色散斜率的范围，其中在1550nm处，色散最大值Dmax为23ps/(nm·km)，最小值Dmin为18ps/(nm·km)，色散斜率最大值Smax为0.07ps/(nm2·km)，最小Smin为0.05ps/(nm2·km)
400G+的需求使G.654.E 成为超高传输技术光纤主流
“东数西算”网络布局空间跨度大，数据传输更为频繁，用户对时延要求更高，现有骨干网络的性能难以胜任。事实上随着数据流量不断增长，传统承载网的数据传输和带宽压力不断增加，骨干网传输速率将从100G不断向200G/400G等更高速率升级。根据预测（见图2），未来2年，超100G网络在整体市场份额中将超过60%，并且400G+将成为超100G网络的主流应用。中国移动研究院专家表示，从骨干网层面来看，单波400G即将开启，并进入长周期。因此，提前部署支持200G、400G系统的光纤光缆产品是建设高速信息网络的基础。但现网中使用的G.652光纤，已经无法满足未来光传输网络超高速率、超大容量、超长距离的传输需要。
G.654.E光缆的熔接机熔接及测试需求
• 工程方面，主要反馈熔接一次成功率低，导致光缆接续时间长。通过分析，主要原因来自于：一是环境因素，工程反映不同季节熔接成功率差异大，车内施工有利于改善质量；二是装备原因，熔接机自动接续模式下，熔接损耗缺乏稳定性。
• G.654.E较宽泛的模场直径——不同厂家纤芯互熔产生较大接续损耗（高达0.2dB）
• G.654.E的大有效面积——某些熔接机无法准确识别纤芯、包层，需要设为包层对准、甚至多模模式才能熔接，对熔接损耗有潜在影响
• G.652.D和G.654.E在折射率剖面设计、模场直径差异明显——二者互熔存在熔接损耗过大、反射明显。
需要OTDR的更加精准的双向测试验收！
G.654.E OTDR测试方案
MTS4000、ONA-800 测试平台
• OTDR 支持三波长，测试1550nm及1625nm波长
• OTDR 更高的测试精度及线性度
• OTDR支持现场的真正双向测试，实时给出测试结果
***电信G.654E长途光缆 - OTDR测试仪表
XX电信G.654E长途光缆OTDR测试报告
测试时间：2021年10月29日
测试地点：中国电信***分公司
测试人员：VIAVI仪表厂家、**电信工作人员
测试仪表：VIAVI ONA-800 E8136D
光纤端面检测 – 先检查，后连接
确保符合IEC 61300-3-35（端面验收标准）的简单方法是遵循先检查，后连接™（IBYC）最佳实践。 检查连接的两侧非常重要 - 例如，检查连接的公头端和母头端的连接器。 检查连接的两侧是确保连接没有污染和缺陷的唯一方法。 使用IBYC时，请务必先检查光纤 - 无需清洁干净的端面。 如果脏了，请清洁并再检查以确认清洁是否有效。 只有当两个连接器都干净时，才能进行连接。
1550nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1550nm波长下，测得光缆总损耗16.543dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.177dB, 链路回损30.24dB, 以及各分段的长度，斜率(小于0.17dB或等于0.171dB/km，其中包含接头 及熔接）等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
1625nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1625nm波长下，测得光缆总损耗18.188 dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.195dB, 链路回损30.66dB, 以及各分段的长度，斜率（均小于0.19dB/km，其中包含接头及熔接)等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
1625nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1625nm波长下，测得光缆总损耗4.739 dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.200dB, 链路回损31.41dB, 以及各分段的长度，斜率（均小于0.2dB/km, 包含接头及熔接）等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
熔接增益及双向测试
在XX电信的测试中，我们发现每条链路都出现了增益现象。如右图***到**枢纽段的测试结果，第六个事件的损耗为-0.017dB,此为熔接增益现象。为准确测试该事件点的损耗，需执行OTDR双向测试。
双向分析的概念如下：如果在两个熔接的光纤之间存在后向散射系数的不匹配，则根据测量的方向，此差异的代数含义将会改变。即，如果在一个方向上执行测量，则此差异作为增益出现。如果在相反方向测量，则此差异作为损耗出现。此差异将与测量过程中的实际熔接损耗相结合。然而，如果在两个方向上所读取的熔接损耗读数被平均，则后向散射的影响将被减去，生成实际的熔接损耗。
为何要双向测试
[/b]消除光纤增益影响，测试熔接点实际损耗，科学辅助工程验收。[/b]
传统双向测试很麻烦，效率很低
TestPRO/FCOMP:智能真双向测试
[/b]自动真双向测试[/b]
针对多纤光缆/MPO 应用进行扩展，与单芯光纤具有相同的实时双向OTDR (TrueBIDIR) 功能
• 连续性测试和光纤映射（MPO 极性），多纤光缆/MPO光纤链路Tier2验证报告
• 使用 CABLE-SLM 控制测试过程
色散
在传输过程中，影响信号的另一个因素是色散。色散减少了有效的可用传输带宽，单模光纤有两种类型的色散：色散以及极化模式色散。
色散（CD）的出现是因为光脉冲是由不同波长组成的，每个波长以不同的速度沿着光纤进行传输。当光脉冲到达接收机时，这些不同的传输速度展宽了光脉冲，减少了信噪比，增加了比特误码。
色散由三个主要参数来定义：
1. 给定波长上的延时，以ps表示。
2. 色散(D)系数，以ps/nm表示。它对应于延时的漂移与波长之间的关系(或者对应于在给定波长上表示延时与距离之间关系曲线的斜率）。如果它相对1 km进行归一化，则它被表示为ps/(nm·km)。
3. 斜率(S)，以ps/(nm2·km)表示。它对应于色散系数的漂移作为波长的函数（或者表示在给定波长上，色散作为距离的函数曲线的斜率）。
色散系数（相对1 km进行归一化）以及斜率依赖于光纤的波长。色散主要依赖于生产过程。当设计不同类型的光纤用于不同的应用与不同的需求时，光缆生产厂家考虑色散的效应，例如标准光纤，色散偏移光纤或者零色散偏移光纤。
极化模式色散
→ 极化模式色散（PMD）是单模光纤的一个基本特性。它影响传输速率的大小。PMD是由于给定波长上的能量的传输速率的不同而引起的，PMD被分为两个极化轴，这两个极化轴互相垂直（如下图所示）。引起PMD的主要原因是光纤设计的非圆度以及外界加在光纤上的压力（宏弯、微弯、扭曲与温度变化）。
PMD也被称为所有差分群时延(DGD)的平均值，以ps表示。它还可以被称为PMD系数，此系数与距离的方根值有关，被表示为
当传输脉冲沿着光纤传送时，PMD(平均DGD)引起传输脉冲展宽。此现象会生成失真，增加了光系统的比特误码率(BER)。PMD的影响是它限制了链路上的传输比特率。因此，非常重要的一点是了解光纤的PMD值以便计算光纤链路的比特率限值。
G.654.E干线色散测试方案
测试光源、PMD/CD分析仪集成方案，全部为便携式仪表方案，电池供电
测试距离长，跨度大，精度高，速度快。
总结
◆中国电信在国内率先建成该干线光缆、推动了G.654E产业链的成熟、对干线光缆网从G.652D迈入G.654E新型光纤时代具有引领作用，对建设绿色低碳全光网络具有积极重要的示范意义。
◆使用VIAVI仪表可准确测试G654.E光纤斜率，损耗和光纤距离。
◆测试中可准确判断连接器，熔接点等各种事件类型。
◆仪表支持智能链路分析功能，可智能图形化呈现测试结果，便于查看。同时对于事件点给出原因分析，便于后续故障处理。
◆仪表动态范围达到50/50/50dB（1310/1550/1625nm），超高动态范围可测试更远距离。
◆仪表的事件盲区和衰减盲区分别为0.5/2.5米，更好的盲区可保证更高的测试精度。
◆MTS6000+ODM，OBS-550色散测试方案，测试距离长，跨度大，精度高， 满足PMD/CD测试分析的所有需求
◆FiberComplete - OTDR双向测试能够更精确，更真实给出熔接/事件损耗。
◆为了能够更加全面的测试G.654E光纤具备优异的光学性能。VIAVI的测试仪表可以为G.654E的现场验收及测试给以更大的帮助与支持。
◆仪表采用基于LINUX研发的专用仪表操作系统，在运行稳定性和安全性方面有更多优势。
东数西算”助推光纤升级换代，G.654.E光纤迎来高速增长。
• 数字经济是国家高质量发展的抓手，东数西算是推动国家数字经济发展的重要战略举措。东数西算骨干网络需要高性能的光纤，必将推动传统光纤的升级换代，G.654.E光纤将迎来高速增长机会。
• ITU-T自2013年7月开始讨论这种适用于陆地传输系统的G.654光纤(G.654.E)，可以在保持与现有陆地应用单模光纤基本性能一致前提下，增大光纤有效面积，同时降低光纤衰减系数，从而提升400G传输性能。
• ITU-TG.654标准上一版本发布于2012年，共包含A、B、C和D四个子类，主要区别在于MFD范围和宏弯性能上。在G.654最新版本修订中，针对陆地高速相干传送系统应用，增加了E子类。G.654.E光纤标准主要修订内容
• 在2016年9月ITU-TSG15全会上，G.654标准修订完成并通过，标志着应用于陆地高速传送系统的G.654.E光纤正式完成标准化工作。此次会议主要针对G.654.E光纤的模场直径(MFD)与有效面积、宏弯损耗特性、色散参数和衰减系数等特性进行了规定。
• 模场直径(MFD)与有效面积
• G.654.E光纤在1550nm区的MFD范围为11.5um～12.5um，相应的有效面积范围从110um2到130um2，相比现有G.654.B子类(9.5um～13um)，缩严了MFD标称值范围，但容差仍然保持为±0.7um。
• 宏弯损耗特性
• 陆地应用工作环境复杂，温度和气候等复杂多变，外部环境对光纤性能影响较大;因此G.654.E光纤弯曲性能尤为重要，需要远优于海底应用的G.654光纤。
• 因此针对G.654.E子类，其标准要求在100圈30mm半径打环时，在1625nm处的最大附加衰减应不超过0.1dB，要远优于G.654.B子类(0.5dB)和G.654.D子类(2dB)，达到与G.652.D完全相同的弯曲性能，以打消有效面积增大可能导致陆地应用弯曲性能劣化的顾虑。
• 在中国联通现网试点工厂测试中，基于ITU规范的测试方法，分别测试了1550nm和1625nm处的宏弯损耗，可发现附加衰减基本都小于0.1dB，其中81.8%要小于0.05dB。
G.654.E光纤性能
指标要求
• 衰减系数 - 标准文件正文中明确指出在1550nm区域，可以实现0.15dB/km到0.19dB/km的光纤衰减系数，其中最低衰减系数取决于制造工艺、光纤材料与设计以及光缆设计。
• 色散参数 - 由于G.654光纤主要工作波长区域在1530nm～1625nm，因此针对该波长区规范了色散和色散斜率的范围，其中在1550nm处，色散最大值Dmax为23ps/(nm·km)，最小值Dmin为18ps/(nm·km)，色散斜率最大值Smax为0.07ps/(nm2·km)，最小Smin为0.05ps/(nm2·km)
400G+的需求使G.654.E 成为超高传输技术光纤主流
“东数西算”网络布局空间跨度大，数据传输更为频繁，用户对时延要求更高，现有骨干网络的性能难以胜任。事实上随着数据流量不断增长，传统承载网的数据传输和带宽压力不断增加，骨干网传输速率将从100G不断向200G/400G等更高速率升级。根据预测（见图2），未来2年，超100G网络在整体市场份额中将超过60%，并且400G+将成为超100G网络的主流应用。中国移动研究院专家表示，从骨干网层面来看，单波400G即将开启，并进入长周期。因此，提前部署支持200G、400G系统的光纤光缆产品是建设高速信息网络的基础。但现网中使用的G.652光纤，已经无法满足未来光传输网络超高速率、超大容量、超长距离的传输需要。
G.654.E光缆的熔接机熔接及测试需求
• 工程方面，主要反馈熔接一次成功率低，导致光缆接续时间长。通过分析，主要原因来自于：一是环境因素，工程反映不同季节熔接成功率差异大，车内施工有利于改善质量；二是装备原因，熔接机自动接续模式下，熔接损耗缺乏稳定性。
• G.654.E较宽泛的模场直径——不同厂家纤芯互熔产生较大接续损耗（高达0.2dB）
• G.654.E的大有效面积——某些熔接机无法准确识别纤芯、包层，需要设为包层对准、甚至多模模式才能熔接，对熔接损耗有潜在影响
• G.652.D和G.654.E在折射率剖面设计、模场直径差异明显——二者互熔存在熔接损耗过大、反射明显。
需要OTDR的更加精准的双向测试验收！
G.654.E OTDR测试方案
MTS4000、ONA-800 测试平台
• OTDR 支持三波长，测试1550nm及1625nm波长
• OTDR 更高的测试精度及线性度
• OTDR支持现场的真正双向测试，实时给出测试结果
XX电信G.654E长途光缆OTDR测试报告
测试时间：2021年10月29日
测试地点：中国电信***分公司
测试人员：VIAVI仪表厂家、**电信工作人员
测试仪表：VIAVI ONA-800 E8136D
光纤端面检测 – 先检查，后连接
确保符合IEC 61300-3-35（端面验收标准）的简单方法是遵循先检查，后连接™（IBYC）最佳实践。 检查连接的两侧非常重要 - 例如，检查连接的公头端和母头端的连接器。 检查连接的两侧是确保连接没有污染和缺陷的唯一方法。 使用IBYC时，请务必先检查光纤 - 无需清洁干净的端面。 如果脏了，请清洁并再检查以确认清洁是否有效。 只有当两个连接器都干净时，才能进行连接。
1550nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1550nm波长下，测得光缆总损耗16.543dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.177dB, 链路回损30.24dB, 以及各分段的长度，斜率(小于0.17dB或等于0.171dB/km，其中包含接头 及熔接）等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
1625nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1625nm波长下，测得光缆总损耗18.188 dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.195dB, 链路回损30.66dB, 以及各分段的长度，斜率（均小于0.19dB/km，其中包含接头及熔接)等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
1625nm波长结果分析：
VIAVI G654.E分析配置文件测试结果可直观反映长途光纤，并针对其中的光纤接头，熔接，连接器等有明显标注、解释，方便非专业技术人员查看，理解。在1625nm波长下，测得光缆总损耗4.739 dB（包含链路中的所有接头损耗）, 平均损耗0.200dB, 链路回损31.41dB, 以及各分段的长度，斜率（均小于0.2dB/km, 包含接头及熔接）等参数。同时也可呈现真实测试的OTDR曲线。
熔接增益及双向测试
在XX电信的测试中，我们发现每条链路都出现了增益现象。如右图***到**枢纽段的测试结果，第六个事件的损耗为-0.017dB,此为熔接增益现象。为准确测试该事件点的损耗，需执行OTDR双向测试。
双向分析的概念如下：如果在两个熔接的光纤之间存在后向散射系数的不匹配，则根据测量的方向，此差异的代数含义将会改变。即，如果在一个方向上执行测量，则此差异作为增益出现。如果在相反方向测量，则此差异作为损耗出现。此差异将与测量过程中的实际熔接损耗相结合。然而，如果在两个方向上所读取的熔接损耗读数被平均，则后向散射的影响将被减去，生成实际的熔接损耗。
为何要双向测试
[/b]消除光纤增益影响，测试熔接点实际损耗，科学辅助工程验收。[/b]
传统双向测试很麻烦，效率很低
TestPRO/FCOMP:智能真双向测试
[/b]自动真双向测试[/b]
针对多纤光缆/MPO 应用进行扩展，与单芯光纤具有相同的实时双向OTDR (TrueBIDIR) 功能
• 连续性测试和光纤映射（MPO 极性），多纤光缆/MPO光纤链路Tier2验证报告
• 使用 CABLE-SLM 控制测试过程
色散
在传输过程中，影响信号的另一个因素是色散。色散减少了有效的可用传输带宽，单模光纤有两种类型的色散：色散以及极化模式色散。
色散（CD）的出现是因为光脉冲是由不同波长组成的，每个波长以不同的速度沿着光纤进行传输。当光脉冲到达接收机时，这些不同的传输速度展宽了光脉冲，减少了信噪比，增加了比特误码。
色散由三个主要参数来定义：
1. 给定波长上的延时，以ps表示。
2. 色散(D)系数，以ps/nm表示。它对应于延时的漂移与波长之间的关系(或者对应于在给定波长上表示延时与距离之间关系曲线的斜率）。如果它相对1 km进行归一化，则它被表示为ps/(nm·km)。
3. 斜率(S)，以ps/(nm2·km)表示。它对应于色散系数的漂移作为波长的函数（或者表示在给定波长上，色散作为距离的函数曲线的斜率）。
色散系数（相对1 km进行归一化）以及斜率依赖于光纤的波长。色散主要依赖于生产过程。当设计不同类型的光纤用于不同的应用与不同的需求时，光缆生产厂家考虑色散的效应，例如标准光纤，色散偏移光纤或者零色散偏移光纤。
极化模式色散
→ 极化模式色散（PMD）是单模光纤的一个基本特性。它影响传输速率的大小。PMD是由于给定波长上的能量的传输速率的不同而引起的，PMD被分为两个极化轴，这两个极化轴互相垂直（如下图所示）。引起PMD的主要原因是光纤设计的非圆度以及外界加在光纤上的压力（宏弯、微弯、扭曲与温度变化）。
PMD也被称为所有差分群时延(DGD)的平均值，以ps表示。它还可以被称为PMD系数，此系数与距离的方根值有关，被表示为
当传输脉冲沿着光纤传送时，PMD(平均DGD)引起传输脉冲展宽。此现象会生成失真，增加了光系统的比特误码率(BER)。PMD的影响是它限制了链路上的传输比特率。因此，非常重要的一点是了解光纤的PMD值以便计算光纤链路的比特率限值。
G.654.E干线色散测试方案
测试光源、PMD/CD分析仪集成方案，全部为便携式仪表方案，电池供电
测试距离长，跨度大，精度高，速度快。
总结
◆中国电信在国内率先建成该干线光缆、推动了G.654E产业链的成熟、对干线光缆网从G.652D迈入G.654E新型光纤时代具有引领作用，对建设绿色低碳全光网络具有积极重要的示范意义。
◆使用VIAVI仪表可准确测试G654.E光纤斜率，损耗和光纤距离。
◆测试中可准确判断连接器，熔接点等各种事件类型。
◆仪表支持智能链路分析功能，可智能图形化呈现测试结果，便于查看。同时对于事件点给出原因分析，便于后续故障处理。
◆仪表动态范围达到50/50/50dB（1310/1550/1625nm），超高动态范围可测试更远距离。
◆仪表的事件盲区和衰减盲区分别为0.5/2.5米，更好的盲区可保证更高的测试精度。
◆MTS6000+ODM，OBS-550色散测试方案，测试距离长，跨度大，精度高， 满足PMD/CD测试分析的所有需求
◆FiberComplete - OTDR双向测试能够更精确，更真实给出熔接/事件损耗。
◆为了能够更加全面的测试G.654E光纤具备优异的光学性能。VIAVI的测试仪表可以为G.654E的现场验收及测试给以更大的帮助与支持。
◆仪表采用基于LINUX研发的专用仪表操作系统，在运行稳定性和安全性方面有更多优势。
