全波光纤

全波光纤的出现，使利用单一光纤实现多种通信业务有了更大的灵活性。传统的G. 652光纤的传输系统主要用于第二波段（1280~1325nm）以及第三波段(1530 ~ 1565nm)两个低损耗窗口，其间的第五波段（1325~1530nm）由于水峰损耗的存在 ， 一直未能开拓利用 。 在全波光纤中， 由于水峰损耗的消失，遂令第五波段"天重变通途"，使这一广阔波段的损耗小于第二波段，而其色散又低于第三波段，从而使这一波段成为多种通信应用的理想选择。例如，可以在一根光纤上同时开通：用于第二波段的波分复用(WDM)模拟视频；在1350~ 1450nm波段上的高比特（10Gb/s）的密集波分复用(DWDM)数据传输(该段波上光纤色散很小)；以及在高于1450nm波段上的2.5Gb/s的密集波分复用(DWDM)的数据传输；或可在1280~1625nm的全波段上采用粗波分复用 (CWDM)进行各种信息的传输。粗波分复用的通道波长间隔约20nm，因此可使用无需制冷的激光器和廉价的分插复用器，从而可以得到在城域网和接入网最低的比特造价。

全波光纤的结构参数和色散特性与传统的 G. 652 光纤完全一样，因此 lTU将全波光纤也归类于 G. 652 光纤，并专门规定了其特有的损耗特性，以资与一般的 G. 652 光纤相区别 ，另外还规范了老化试验条件 ， 全波光纤经老化试验后，其水峰损能应不大于在1310nm 波长上的损耗 。

全波光纤技术的突破 ，是光纤技术发展史上有一个里程碑，它使单模光纤的有效使用波段扩展为从1280~1625nm 的石英光纤低损耗区域的全部波段。包括第二波段（1280~1325nm）， 第三波段(1530 ~ 1565nm)，第四波段 ( 1565~1625nm ) 以及第五波段 (1325~1530nm )，全波光纤技术的突破大大推动了在各个波段上相关光器件的发展，如激光光源、光放大器、OTDR 等，从而使全波段的光通信逐步成为可能。

全波光纤的出现使多种光通信业务有了更大的灵活性。由于有很宽的带宽可供通信之用，我们就可将全波光纤的波带划分成不同通信业务段而分别使用。可以预见，未来中小城市城域网的建设，将会大量采用这种全波光纤。人类追求高速、宽带通信网络的欲望是永无止境的，在目前带宽需求成指数增长的情况下，全波光纤正越来越受到业界的关注，它的诸多优点已被通信业界广泛接受。

1）可用波长范围增加 100nm，使光纤可以从 1260nm 到 1625nm 的完整传输波段，全部可用波长范围从大约 200nm 增加到 300nm，可复用的波长数大大增加；2）由于上述波长范围内，光纤的色散仅为 1550nm 波长区的一半，因而，容易实现高比特率长距离传输。例如在 1400nm 波长附近，10Gbps 速率的信号可以传输 200 公里而无需色散补偿。

3）可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输，改进网络管理。例如可以在1310nm 波长区传输模拟图像信号，在 1350～1450 波长区传输高速信号（高达 10Gbps），在 1450nm 以上波长区传输其他信号。

4）可用波长范围大大扩展后，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降，这就降低了整个系统的成本。例如，通过增加波长间隔，网络可以使用较便宜的无制冷直接调制激光器，避免了昂贵的外调制激光器；对于薄膜滤波器而言，波长间隔从 100GHz 增加到200GHz 后，滤波器成本可以降低 50％，波长间隔进一步增加到 400GHz，滤波器成本降低70％左右。

全波光纤的出现，使水峰处的损耗由原来的2dB/km降到0.31dB/km以下，使光纤的损耗在1310nm-1600nm波长范围内都趋于平坦，据 估计，这项技术可以使光纤可利用的波长增加100nm左右，相当于125个波长通道（100GHz通道间隔）。因此，全波光纤为城域光纤网的建设提供了一 个较好的方案，因为城域网通信距离一般不超过80km，沿途分/插设备多，不必追求很小的光纤衰减，也很少需要光纤放大器，另外，由于全波光纤最适用于粗波分复用（CWDM），可提供较高的带宽，同时由于其20nm左右的信道间隔，放宽了对滤波器和激光器稳定性的要求，从而大大降低了成本。再者，全波光纤的出现，使利用单一光纤实现多种通信业务有了更大的灵活性，例如，可以在同一根光纤上同时开通，用于第二波段的波分复用（WDM）模拟视频，在1350-1450nm波段上的高比特（10Gbit/s）数据传输（该波段上光纤色散很小），以及高于1450nm波段上的2.5Gbit/s的密集波分复用（DWDM）的数据传输。因此可以预见，未来中小城市城域网的建设会大量采用这种光纤。

随着我国信息技术的飞速发展，作为信息主要载体的光纤的需求量也越来越大。在过去几年里，国内光纤用量的年增长率达到 15%~20％。G.652单模光纤的技术也得到了进步，特别是打开了“第 5窗口”，拓展了单模光纤的工作波长范围，从 1260nm到 1625nm波长都可以使用，即全波光纤，也称为 G.652C和 G.652D。

1998年美国朗讯（现在 OFS）公司首先推出的这种新型单模光纤。它是采用一种新的生产制造技术，尽可能地消除 OH离子 1383nm附近处的“水吸收峰”，使光纤损耗完全由玻璃的本征损耗决定（如图 1），在 1280～1625nm的全部波长范围内都可以用于光通信。

2000年 9月，在世界电信标准大会（WTSA）上，ITU-T建议将其放在 G.652光纤中，称作 G.652C光纤，并纳入 G.652－2000版本中。IEC 60793-2也将该种光纤纳入其单模光纤的产品范围，称为 B1.3类光纤。2003年 1月，ITU又在 G.652系列中增加了另一种低水峰光纤-DG.652D。

众所周知，全波光纤的主要特征在于解决了在 1385nm波长上的水峰损耗的问题。测量表明，光纤中导光部分的 OH含量为 1ppm时，1385nm 波长上的损耗高达 65dB/km左右。在全波光纤中，OH的浓度低达 0. 8ppb，在1385 nm产生的 OH损耗仅为 0 . 05 dB/km ， 加上该波长上的瑞利散射损耗 ，其总损耗不会超过 0 . 33 dB/km。

全波光纤的典型工艺流程如下:

1. VAD 工艺制作芯棒( 内包层/纤芯比值 ，D/d<7 . 5)；

2. 芯棒在氯气氛中充分脱水（1200℃）；

3. 芯棒在氮气氛中烧结（1500℃）；

4. 芯棒拉伸 (用氢氧焰作热源 ) ；

5. 拉伸后的芯棒用等离子蚀洗(Plasma Etching) 除去表面OH污染层 ；

6. 在芯棒外套上低于OH含量的合成石英管作外包层；

7. 将石英管外套管和芯棒烧成一体 ，形成光纤预制棒 ；

8. 光纤拉制 ；

全波光纤工艺关键是第 2、5两步，充分的脱水和除去芯棒表层的 OH污染，是降低水峰损耗的关键所在。

2000年4月，为适应光纤产品技术的最新进展，ITU（国际电信联盟）对G.652单模光纤标准进行了大规模的修订，到10月份正式定稿，对应于IEC（国际电工委员会）的分类编号B1.3，ITU-T将“全波光纤”定义为G.652c类光纤，主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的单通道SDH传输系统和直到STM-64（10Gbit/s)的ITU-T G.692带光放大的波分复用传输系统，对于1550nm波长区域的高速率传输通常也需要波长色散调节。

中国参考IEC和ITU的最新光纤分类标准，对GB/T9711-1998《通信用单模光纤系列》进行了修订，在GB/T 9771.3-2000中将其正式命名为“波长段扩展的非色散移单模光纤”，新国标自2001年6月1日起实施。

多年来在传统的G.652光纤的谱损曲线上，总是有一个损耗峰，将光纤的损耗曲线隔裂成传统的第二窗口（1280 ~1325nm）和第三窗口（1530~1665nm），这一损耗峰是由于 OH 的存在 ， 而形成2. 7μm 左右的波长上的吸收峰，水峰1385土3nm则是其一次谐峰。多年来，人们一直在努力探索消除这一水峰的途径。实际上有的光纤厂商已通过改进光纤预制棒工艺，可以做到在制成的光纤中基本上消除了水峰，但经一段时间的使用后，水峰又会出现，这是因为在光纤的使用过程中，氢气与光纤中不可避免的缺陷的作用；氢与硅结合将在1385nm波长上导致谐波损耗增加 ，而氢与错结合则在1420nm波长上引起吸收损耗。因此消除水峰的难题一直无法彻底解决。1998年美国朗讯公司开发了一种新工艺，完全消除了光纤玻璃中的OH，从1280~1665nm之间的全部波长范围内可以开通光路，这类光纤称为全波光纤。