中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近日，華中科技大學(xué)，武漢光迅科技股份有限公司，國家電網(wǎng)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(wú)中繼光通信傳輸實(shí)驗成果，該論文在2024 OECC 上作為學(xué)術(shù)質(zhì)量最高的post deadline paper發(fā)表。本次實(shí)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(wú)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(shù)。
??超長(cháng)單跨無(wú)中繼傳輸技術(shù)
??隨著(zhù)光纖通信網(wǎng)絡(luò )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(wú)中繼光通信系統因其無(wú)需任何在線(xiàn)有源設備，可以簡(jiǎn)化傳輸線(xiàn)路，降低線(xiàn)路復雜性和整體系統成本。因此，超長(cháng)跨距光傳輸技術(shù)被廣泛應用于電網(wǎng)、鐵路、高速公路、石油天然氣管道等專(zhuān)用通信系統中，以跨越沙漠、海洋、森林、沼澤等廣大無(wú)人區域。同時(shí)超長(cháng)單跨無(wú)中繼光傳輸也可以為運營(yíng)商在特殊場(chǎng)景下簡(jiǎn)化線(xiàn)路設計、優(yōu)化整體系統成本。
??本實(shí)驗所取得的突破
??根據已有的報道，目前最長(cháng)的單跨無(wú)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(wú)中繼傳輸距離記錄
??在本次實(shí)驗中，通過(guò)使用最佳電子和光學(xué)系統，在2 Mb/s的速度下，超過(guò)1002.7 km的單跨無(wú)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(shí)現了單跨無(wú)中繼808.2公里的超長(cháng)傳輸記錄，這意味著(zhù)與之前的記錄相比，距離增加了95公里。
??在本次實(shí)驗中，除了傳輸設備的創(chuàng )新外，另外一個(gè)亮點(diǎn)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(shí)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(zhuān)為具有挑戰的超長(cháng)距離大容量傳輸網(wǎng)絡(luò )設計的創(chuàng )新產(chǎn)品。EX2500光纖能助力海洋和陸地長(cháng)途干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )提升性能，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )設計，構建高價(jià)值的海洋與陸地長(cháng)途干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )?？蓪?shí)現海洋與陸地長(cháng)途干線(xiàn)光纜的無(wú)縫連接。該產(chǎn)品極低的衰減和大有效面積也可應用于電力、石油等專(zhuān)網(wǎng)超長(cháng)站距場(chǎng)景，支持專(zhuān)網(wǎng)通信系統向更高速率和容量升級。
??無(wú)中繼技術(shù)的應用與展望
??超長(cháng)單跨無(wú)中繼光傳輸技術(shù)主要應用領(lǐng)域及優(yōu)勢有：
??(1)電網(wǎng)、鐵路、高速公路、石油天然氣管道等專(zhuān)用通信網(wǎng)：這些專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )通常需要穿越偏遠無(wú)人的山區或荒漠，傳統光纖通信系統設立中繼站不僅需要進(jìn)行中繼站設備機房的建設，同時(shí)還需要設立專(zhuān)門(mén)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(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)任意一個(gè)中繼站出現故障，都會(huì )導致整體光纖通信系統的通信中斷。而采用無(wú)中繼光通信系統，不僅能夠降低大量的建設和維護中繼站的資金成本，同時(shí)能夠提升通信網(wǎng)絡(luò )的運行穩定性。
??(2)近海通信網(wǎng)：隨著(zhù)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(chǎn)資源探測系統的發(fā)展與部署，部署陸地光纜線(xiàn)路或采用跨洋光纜線(xiàn)路均存在成本較高或其他的制約因素而較難實(shí)施。利用無(wú)中繼光通信系統能夠極大地簡(jiǎn)化線(xiàn)路設計與整體系統成本，能夠針對性解決近年來(lái)不斷增長(cháng)的近海通信傳輸市場(chǎng)需求。
??(3)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中跨越湖泊、沙漠，沼澤或山區等無(wú)人區域：無(wú)中繼超長(cháng)跨距傳輸系統能夠實(shí)現穩定性高的高效光通信鏈路的傳輸，能夠成為特殊通信場(chǎng)景需求的有效解決方案。
