張磊，龍勝亞，周紅燕，李靖，張立巖

(1 光纖光纜制備技術(shù)國家重點實驗室，武漢 430073；2 長飛光纖光纜有限公司研發(fā)中心，武漢 430073）

目前在FTTH發(fā)展比較迅速的國家，例如美國和韓國，在FTTH建設(shè)中，G.652D+G.657.B3方案基本成為其主流運營商（如Verizon，AT&T，SK，KT等）的標(biāo)準(zhǔn)選擇，即在接入網(wǎng)的光纖到樓的部分使用G.652D光纖，在入戶段使用G.657.B3光纖。

而在目前我國加速推進寬帶中國戰(zhàn)略的背景下，相對于傳統(tǒng)的G.652.D光纖，G.657.B3光纖在中國FTTH領(lǐng)域仍然是一個比較新鮮的事物。長飛作為目前中國光纖行業(yè)唯一能夠大規(guī)模生產(chǎn)G.657.B3光纖的企業(yè)，近年來同Verizon、KT等國外運營商和光纖光纜企業(yè)進行了廣泛的合作，并深度參與了ITU-T最新發(fā)布的G.657系列光纖的標(biāo)準(zhǔn)制定。

在本文中，將結(jié)合我們對ITU-T G.657新標(biāo)準(zhǔn)修訂的理解，簡單的討論一下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的目的，并結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)修改，探討性闡述長飛公司對如何評判G.657.B3光纖性能優(yōu)劣的一些觀點和建議。

1 對ITU-T G.657最新標(biāo)準(zhǔn)的解讀

國際電信聯(lián)盟ITU-T在2012年9月通過的彎曲不敏感單模光纖G.657標(biāo)準(zhǔn)建議的最新修訂版本。此修訂版本在2009年版本上做了微小調(diào)整。在ITU-T G.657最新的修訂版本中依然維持了A和B兩個大類的整體結(jié)構(gòu)。

A大類適用于O、E、S、C和L波段(1 260～1 625 nm)，滿足G.652.D類光纖的全部特性，并且在宏彎損耗參數(shù)上優(yōu)于G.652.D類光纖，可用于整個接入網(wǎng)范圍。根據(jù)彎曲性能，G.657.A1類光纖的最小彎曲半徑推薦為10 mm，G.657.A2類光纖的最小彎曲半徑推薦為7.5 mm。

最新2012版標(biāo)準(zhǔn)與2009版標(biāo)準(zhǔn)比較，A大類的技術(shù)指標(biāo)基本沒有變化。

B大類適用于O、E、S、C和L波段(1 260～1 625 nm)，不要求滿足G.652.D類光纖的全部特性(例如色散系數(shù)和偏振模色散特性)，能夠提供極小彎曲條件下的應(yīng)用，一般用于接入網(wǎng)末端有限距離的通信傳輸（小于1 000 m）。根據(jù)彎曲性能，G.657.B2類光纖的最小彎曲半徑推薦為7.5 mm，G.657.B3類光纖的最小彎曲半徑推薦為5 mm。

最新2012版標(biāo)準(zhǔn)與2009版標(biāo)準(zhǔn)比較，B大類的技術(shù)指標(biāo)有一些顯著變化，主要修訂如下。

（1）將B大類光纖的模場直徑由原來的（6.3～9.5）±0.4修改為（8.6～9.5）±0.4，與A大類光纖一致。

（2）將B大類光纖的衰減修改為與A大類光纖一致。

（3）修改了色散特性和偏振模色散特性。

從本次ITU-T對G.657光纖標(biāo)準(zhǔn)，尤其是G.657.B3光纖的標(biāo)準(zhǔn)的修訂上，我們可以發(fā)現(xiàn)B3光纖性能參數(shù)逐步向兼容G.652.D標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展，并且新標(biāo)準(zhǔn)的修訂也充分考慮到了G.657.A2和B3的具體應(yīng)用環(huán)境差異和各主流G.657制造企業(yè)以及電信運營商商對G.657.B3光纖性能參數(shù)建議，所以在以下幾個方面新標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)了G.657.B3光纖的特殊性。

（1）在新版本的要求中，對A2和B3的仍然要求不同彎曲半徑，表明業(yè)內(nèi)仍然希望區(qū)分A2和B3的使用領(lǐng)域，且更傾向于B3在FTTH的入戶段使用。

（2）新標(biāo)準(zhǔn)對于B3光纖的5 mm彎曲半徑下宏彎數(shù)值雖然沒有變化，但美國和韓國等運營商根據(jù)實際布線條件的需要，已在采購中將B3的宏彎標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)下調(diào)到了1 550 nm波長小于等于0.1 dB/圈；并且美國和日本等主要G.657.B3光纖制造企業(yè)也提出了將5 mm彎曲半徑1 550 nm的宏彎修改為0.1 dB/圈，雖然本次沒有將此建議正式通過，但存在未來下一個修訂版本中繼續(xù)降低B3光纖5 mm宏彎數(shù)值的可能性。

（3）新老版本中，A2和B3光纖不同彎曲半徑下，1 625 nm和1 550 nm波長的宏彎值的比值仍保持在3左右。這是各個運營商考慮到未來PON技術(shù)升級后，現(xiàn)有G.657.B3的光纖宏彎性能可以保證下一代傳輸技術(shù)升級后，新的長波長通信窗口不會收到光纖宏觀彎曲的限制，這部分內(nèi)容我們將在下一節(jié)再次進行詳細介紹。

（4）在新版本的附錄中再次強調(diào)了G.657光纖壽命和動態(tài)疲勞參數(shù)nd值的關(guān)系，強調(diào)了nd值大小和彎曲半徑對光纖壽命的影響。

（5）因為G.657.B3光纖在FTTH中的使用距離一般小于1km，所以雖然本次明確了B3光纖的色散范圍，但相對的范圍仍然比較寬，沒有要求兼容G.652.D標(biāo)準(zhǔn)。

表1 G.657子類光纖關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)對比(2012年最新版)

針對新標(biāo)準(zhǔn)建議中的4個子類，表1列出了關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)的對比。

2 衡量G.657.B3光纖質(zhì)量的重要參數(shù)

從上面的介紹我們可以發(fā)現(xiàn)，本次對ITU-T G.657標(biāo)準(zhǔn)的修訂，更多的是關(guān)注G.657.B3的相關(guān)參數(shù)范圍。這是因為近年來，Verizon、AT&T、KT等美韓運營商，在大力推廣光纖入戶等FTTx技術(shù)的過程中，逐步達成了“G.652.D用于室外段，G.657.B3光纖用于室外段”的共識，這種技術(shù)方案可以充分利用G.652.D在室外光纜領(lǐng)域，光纖價格相對低廉，使用成熟的特點；并結(jié)合G.657.B3光纖優(yōu)異的宏觀彎曲性能，尤其是在5 mm小彎曲半徑下的宏彎性能，減少室內(nèi)段光纖布線的難度，保證光纖傳輸不受到影響。

新版本的修訂也反應(yīng)了相關(guān)運營商和光纖制造企業(yè)，希望通過新標(biāo)準(zhǔn)進一步規(guī)范G.657.B3光纖的參數(shù)范圍，從而更簡單和方便的對各大G.657.B3光纖制造企業(yè)的產(chǎn)品進行評估的目的。下面我們就結(jié)合近年來長飛公司同國外運營商以及和光纖光纜企業(yè)對G.657.B3光纖進行交流的一些心得，換位思考，從運營商和最終客戶的角度，探討一下衡量G.657.B3光纖性能和質(zhì)量的幾個重要參數(shù)。

2.1 G.657.B3 5 mm彎曲半徑下的宏觀彎曲性能

從最終客戶的角度，使用G.657.B3光纖的目的，最重要的就是利用其優(yōu)異的抗彎曲性能。尤其是在室內(nèi)復(fù)雜的布線條件下，經(jīng)常會遇到各種小彎曲半徑的布線環(huán)境，根據(jù)ITU-T的相關(guān)研究，在這些布線條件下，最小的彎曲半徑大約為5 mm左右，所以對G.657.B3光纖而言，最重要的就是5 mm半徑1 550 nm的宏彎性能。

G.657.A2光纖在5 mm半徑的宏彎一般在0.5 dB/圈，相對G.657.B3光纖的宏彎值在0.07 dB/圈。兩種光纖在5 mm彎曲半徑下的不同宏彎，決定了兩者在室內(nèi)段光纖布線中的不同表現(xiàn)。

按照Verizon公司對MDU室內(nèi)布線情況的評估，要求在FTTx室內(nèi)段光纖在室內(nèi)布線時經(jīng)過10個90°的轉(zhuǎn)角，并使用30個光纖固定卡具固定室內(nèi)段的光纖，并在5 mm半徑的金屬棒上纏繞2圈后，1 550 nm窗口得宏彎不得大于0.4 dB。當(dāng)使用G.657.A2光纖時，在上述條件下，宏彎的疊加損耗為4.48 dB，明顯不能滿足傳輸需求；與之對應(yīng)的G.657.B3的宏彎為0.16 dB。

按照Verizon公司的TPR 9441標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的的實驗，充分考慮到了對室內(nèi)段光纖的宏彎要求，其要求G.657.B3光纖在5 mm彎曲半徑下1 550 nm窗口的宏彎必須小于等于0.1 dB/圈，才能滿足實驗中，宏彎附加損耗小于0.4 dB的要求。通過這個實驗，首先證明了入戶段光纖必須使用G.657.B3光纖，其次也說明了5 mm彎曲半徑的宏觀彎曲性能是反應(yīng)G.657.B3光纖性能好壞的第一評判標(biāo)準(zhǔn)。

長飛公司G.657.B3光纖EasyBandRUltra在5mm彎曲半徑下的宏彎典型值為0.07 dB/圈，光纖相關(guān)性能完全滿足Verizon公司的TPR 9441標(biāo)準(zhǔn)，從而可以保證光纖在復(fù)雜室內(nèi)布線條件下的宏觀彎曲要求。

2.2 G.657.B3光纖在小彎曲半徑的壽命與可靠性

在FTTH室內(nèi)段的實際布線中，G.657.B3光纖經(jīng)常會在極小彎曲半徑下工作，從而在彎曲部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂，影響光纖傳輸?shù)姆€(wěn)定性。所以在美國和韓國等電信行業(yè)競爭激烈的國家，考慮到FTTH的人力維護成本以及用戶體驗的重要性，運營商在選擇和評估B3光纖質(zhì)量時，光纖在彎曲條件下的可靠性是除了彎曲性能外，最先需要保證的性能參數(shù)。

按照ITU-T和IEC等相關(guān)組織標(biāo)準(zhǔn)，為了確保光纖具有可靠的機械性能和穩(wěn)定性，需要光纖具有高的動態(tài)疲勞參數(shù)nd值，而動態(tài)疲勞參數(shù)值nd值除與玻璃部分的性能有關(guān)外，還取決于涂覆層尤其是內(nèi)涂覆層的性能，本次在ITU-T對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行修訂的過程中，也在G.657標(biāo)準(zhǔn)附錄1里面著重的對光纖nd值與光纖壽命的關(guān)系進行了討論。

考慮到客戶對G.657.B3光纖在小彎曲半徑下的可靠性和壽命的關(guān)切，長飛G.657.B3光纖EasyBandRUltra一方面采用低模量的樹脂材料以有效緩沖外界施加的應(yīng)力；另一方面通過工藝優(yōu)化和控制，在涂層厚度和機械性能之間達到了很好的平衡，長飛G.657.B3光纖EasyBandRUltra值的典型值為27，遠遠高于一般普通光纖18～22的nd值。

圖1為長飛公司按照IEC標(biāo)準(zhǔn)建立的G.657.B3光纖在不同彎曲半徑條件下，不同nd值同光纖斷裂幾率的對應(yīng)關(guān)系。我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)，相對于目前常規(guī)光纖的18～20左右的nd值，EasyBandRUltra光纖的nd典型值為27，其在5 mm彎曲半徑下具有更長的壽命和穩(wěn)定的可靠性，斷裂幾率是nd為18的常規(guī)光纖的1/3,從而保證了EasyBandRUltra光纖在實際室內(nèi)復(fù)雜布線條件下的可靠性。

圖1 不同nd的G.657.B3光纖斷裂失效性分析

2.3 G.657.B3光纖對未來傳輸技術(shù)升級的兼容性

一般來說，運營商或最終用戶在MDU內(nèi)鋪設(shè)G.657.B3光纖后，從成本以及客戶體驗的角度，不會經(jīng)常性的更換光纖光纜。但考慮到目前光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是FTTx相關(guān)的PON技術(shù)又面臨著繼續(xù)升級換代，所以我們在選擇G.657.B3光纖時，必須考慮到光纖對下一代PON傳輸技術(shù)的兼容性。

在目前主流的IEEE和ITU-T的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，下一代PON技術(shù)的通信窗口將向長波長方向移動，預(yù)計最高會使用到1 625 nm通信窗口。所以為了兼容下一代傳輸技術(shù)，對于G.657.B3光纖而言，最大的挑戰(zhàn)就是同時保證上下行窗口同時開通，且不會受到光纖宏彎性能的限制。而考慮到光纖的宏彎隨著波長的增加而增加，為保證系統(tǒng)在升級后，G.657.B3光纖仍能保證通信傳輸?shù)耐〞?，必須要求? mm彎曲半徑下，光纖1 625 nm的宏彎同1 550 nm窗口的宏彎比值小于等于3。

圖2為長飛G.657.B3光纖的1 625 nm/1 550 nm宏彎比值，可以發(fā)現(xiàn)長飛光纖1 625/1 550 nm宏彎的比值均小于3，典型值在2.3左右，充分的考慮到了對下一代PON技術(shù)的兼容性。

圖2 長飛G.657.B3光纖的1 625 nm/1 550 nm宏彎比值

3 結(jié)論

長飛公司基于對ITU-T 新的G.657標(biāo)準(zhǔn)的解讀，同國外先進運營商的合作以及對G.657.B3光纖具體的使用環(huán)境的分析，建議在評判G.657.B3光纖性能優(yōu)劣的時候，最重要的是以下3個方面是否能夠滿足客戶的需求。

（1）G.657.B3光纖在5 mm彎曲半徑下的宏觀彎曲性能是否滿足苛刻的室內(nèi)段布線需求：建議G.657.B3光纖5 mm半徑下1 550 nm窗口的宏彎小于等于0.1 dB/圈。

（2）G.657.B3光纖在小彎曲半徑下的光纖壽命和可靠性是否滿足設(shè)計需求：建議G.657.B3光纖的動態(tài)疲勞參數(shù)nd值大于等于24，保證光纖在小彎曲半徑下的壽命和可靠性。

（3）G.657.B3光纖是否能夠滿足下一代傳輸技術(shù)升級時對宏彎性能的要求：建議G.657.B3光纖5 mm半徑下1 625 nm與1 550 nm窗口的宏彎比值小于等于3。

[1]ITU-T G.657,Characteristics of a bending loss insensitive single mode optical fibre and cable for the access network[S].2012.