康寧EX2500光纖助力實現(xiàn)超1000公里跨距無中繼光傳輸紀錄

  ICC訊 近日，華中科技大學，武漢光迅科技股份有限公司，國家電網信息通信公司，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驗成果，該論文在2024 OECC 上作為學術質量最高的post deadline paper發(fā)表。本次實驗采用了康寧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調制、擴頻編碼和外差檢測、商用高階拉曼泵等傳輸和放大技術。

  超長單跨無中繼傳輸技術

  隨著光纖通信網絡的不斷發(fā)展和延伸，針對荒漠、海洋等偏遠、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備，可以簡化傳輸線路，降低線路復雜性和整體系統(tǒng)成本。因此，超長跨距光傳輸技術被廣泛應用于電網、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營商在特殊場景下簡化線路設計、優(yōu)化整體系統(tǒng)成本。

  本實驗所取得的突破

  根據已有的報道，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

  在本次實驗中，通過使用最佳電子和光學系統(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。

  在本次實驗中，除了傳輸設備的創(chuàng)新外，另外一個亮點是采用了康寧Corning® Vascade® EX2500光纖，該光纖具有超低衰減系數(其典型值為0.148dB/km @1550nm，本次實驗中的衰減低至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標準。EX2500是專為具有挑戰(zhàn)的超長距離大容量傳輸網絡設計的創(chuàng)新產品。EX2500光纖能助力海洋和陸地長途干線網絡提升性能，簡化網絡設計，構建高價值的海洋與陸地長途干線網絡。可實現(xiàn)海洋與陸地長途干線光纜的無縫連接。該產品極低的衰減和大有效面積也可應用于電力、石油等專網超長站距場景，支持專網通信系統(tǒng)向更高速率和容量升級。

  無中繼技術的應用與展望

  超長單跨無中繼光傳輸技術主要應用領域及優(yōu)勢有：

  (1)電網、鐵路、高速公路、石油天然氣管道等專用通信網：這些專用網絡通常需要穿越偏遠無人的山區(qū)或荒漠，傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)設立中繼站不僅需要進行中繼站設備機房的建設，同時還需要設立專門的電源轉換設備為中繼站的光通信設備提供電源，此外還需要額外承擔大量的中繼站維護運行成本。不僅在建立中繼站和維護中花費大量的成本開銷，同時任意一個中繼站出現(xiàn)故障，都會導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和維護中繼站的資金成本，同時能夠提升通信網絡的運行穩(wěn)定性。

  (2)近海通信網：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)設備或海洋其他礦產資源探測系統(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施。利用無中繼光通信系統(tǒng)能夠極大地簡化線路設計與整體系統(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)運營商網絡中跨越湖泊、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)能夠實現(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。