ITU-T 新G.657标准与G.657.B3光纤

张磊，龙胜亚，周红燕，李靖，张立岩

(1 光纤光缆制备技术国家重点实验室，武汉 430073；2 长飞光纤光缆有限公司研发中心，武汉 430073）

目前在FTTH发展比较迅速的国家，例如美国和韩国，在FTTH建设中，G.652D+G.657.B3方案基本成为其主流运营商（如Verizon，AT&T，SK，KT等）的标准选择，即在接入网的光纤到楼的部分使用G.652D光纤，在入户段使用G.657.B3光纤。

而在目前我国加速推进宽带中国战略的背景下，相对于传统的G.652.D光纤，G.657.B3光纤在中国FTTH领域仍然是一个比较新鲜的事物。长飞作为目前中国光纤行业唯一能够大规模生产G.657.B3光纤的企业，近年来同Verizon、KT等国外运营商和光纤光缆企业进行了广泛的合作，并深度参与了ITU-T最新发布的G.657系列光纤的标准制定。

在本文中，将结合我们对ITU-T G.657新标准修订的理解，简单的讨论一下相关标准修订的目的，并结合新标准的相关修改，探讨性阐述长飞公司对如何评判G.657.B3光纤性能优劣的一些观点和建议。

1 对ITU-T G.657最新标准的解读

国际电信联盟ITU-T在2012年9月通过的弯曲不敏感单模光纤G.657标准建议的最新修订版本。此修订版本在2009年版本上做了微小调整。在ITU-T G.657最新的修订版本中依然维持了A和B两个大类的整体结构。

A大类适用于O、E、S、C和L波段(1 260～1 625 nm)，满足G.652.D类光纤的全部特性，并且在宏弯损耗参数上优于G.652.D类光纤，可用于整个接入网范围。根据弯曲性能，G.657.A1类光纤的最小弯曲半径推荐为10 mm，G.657.A2类光纤的最小弯曲半径推荐为7.5 mm。

最新2012版标准与2009版标准比较，A大类的技术指标基本没有变化。

B大类适用于O、E、S、C和L波段(1 260～1 625 nm)，不要求满足G.652.D类光纤的全部特性(例如色散系数和偏振模色散特性)，能够提供极小弯曲条件下的应用，一般用于接入网末端有限距离的通信传输（小于1 000 m）。根据弯曲性能，G.657.B2类光纤的最小弯曲半径推荐为7.5 mm，G.657.B3类光纤的最小弯曲半径推荐为5 mm。

最新2012版标准与2009版标准比较，B大类的技术指标有一些显著变化，主要修订如下。

（1）将B大类光纤的模场直径由原来的（6.3～9.5）±0.4修改为（8.6～9.5）±0.4，与A大类光纤一致。

（2）将B大类光纤的衰减修改为与A大类光纤一致。

（3）修改了色散特性和偏振模色散特性。

从本次ITU-T对G.657光纤标准，尤其是G.657.B3光纤的标准的修订上，我们可以发现B3光纤性能参数逐步向兼容G.652.D标准的方向发展，并且新标准的修订也充分考虑到了G.657.A2和B3的具体应用环境差异和各主流G.657制造企业以及电信运营商商对G.657.B3光纤性能参数建议，所以在以下几个方面新标准强调了G.657.B3光纤的特殊性。

（1）在新版本的要求中，对A2和B3的仍然要求不同弯曲半径，表明业内仍然希望区分A2和B3的使用领域，且更倾向于B3在FTTH的入户段使用。

（2）新标准对于B3光纤的5 mm弯曲半径下宏弯数值虽然没有变化，但美国和韩国等运营商根据实际布线条件的需要，已在采购中将B3的宏弯标准已经下调到了1 550 nm波长小于等于0.1 dB/圈；并且美国和日本等主要G.657.B3光纤制造企业也提出了将5 mm弯曲半径1 550 nm的宏弯修改为0.1 dB/圈，虽然本次没有将此建议正式通过，但存在未来下一个修订版本中继续降低B3光纤5 mm宏弯数值的可能性。

（3）新老版本中，A2和B3光纤不同弯曲半径下，1 625 nm和1 550 nm波长的宏弯值的比值仍保持在3左右。这是各个运营商考虑到未来PON技术升级后，现有G.657.B3的光纤宏弯性能可以保证下一代传输技术升级后，新的长波长通信窗口不会收到光纤宏观弯曲的限制，这部分内容我们将在下一节再次进行详细介绍。

（4）在新版本的附录中再次强调了G.657光纤寿命和动态疲劳参数nd值的关系，强调了nd值大小和弯曲半径对光纤寿命的影响。

（5）因为G.657.B3光纤在FTTH中的使用距离一般小于1km，所以虽然本次明确了B3光纤的色散范围，但相对的范围仍然比较宽，没有要求兼容G.652.D标准。

表1 G.657子类光纤关键技术指标对比(2012年最新版)

针对新标准建议中的4个子类，表1列出了关键的技术参数的对比。

2 衡量G.657.B3光纤质量的重要参数

从上面的介绍我们可以发现，本次对ITU-T G.657标准的修订，更多的是关注G.657.B3的相关参数范围。这是因为近年来，Verizon、AT&T、KT等美韩运营商，在大力推广光纤入户等FTTx技术的过程中，逐步达成了“G.652.D用于室外段，G.657.B3光纤用于室外段”的共识，这种技术方案可以充分利用G.652.D在室外光缆领域，光纤价格相对低廉，使用成熟的特点；并结合G.657.B3光纤优异的宏观弯曲性能，尤其是在5 mm小弯曲半径下的宏弯性能，减少室内段光纤布线的难度，保证光纤传输不受到影响。

新版本的修订也反应了相关运营商和光纤制造企业，希望通过新标准进一步规范G.657.B3光纤的参数范围，从而更简单和方便的对各大G.657.B3光纤制造企业的产品进行评估的目的。下面我们就结合近年来长飞公司同国外运营商以及和光纤光缆企业对G.657.B3光纤进行交流的一些心得，换位思考，从运营商和最终客户的角度，探讨一下衡量G.657.B3光纤性能和质量的几个重要参数。

2.1 G.657.B3 5 mm弯曲半径下的宏观弯曲性能

从最终客户的角度，使用G.657.B3光纤的目的，最重要的就是利用其优异的抗弯曲性能。尤其是在室内复杂的布线条件下，经常会遇到各种小弯曲半径的布线环境，根据ITU-T的相关研究，在这些布线条件下，最小的弯曲半径大约为5 mm左右，所以对G.657.B3光纤而言，最重要的就是5 mm半径1 550 nm的宏弯性能。

G.657.A2光纤在5 mm半径的宏弯一般在0.5 dB/圈，相对G.657.B3光纤的宏弯值在0.07 dB/圈。两种光纤在5 mm弯曲半径下的不同宏弯，决定了两者在室内段光纤布线中的不同表现。

按照Verizon公司对MDU室内布线情况的评估，要求在FTTx室内段光纤在室内布线时经过10个90°的转角，并使用30个光纤固定卡具固定室内段的光纤，并在5 mm半径的金属棒上缠绕2圈后，1 550 nm窗口得宏弯不得大于0.4 dB。当使用G.657.A2光纤时，在上述条件下，宏弯的叠加损耗为4.48 dB，明显不能满足传输需求；与之对应的G.657.B3的宏弯为0.16 dB。

按照Verizon公司的TPR 9441标准设计的的实验，充分考虑到了对室内段光纤的宏弯要求，其要求G.657.B3光纤在5 mm弯曲半径下1 550 nm窗口的宏弯必须小于等于0.1 dB/圈，才能满足实验中，宏弯附加损耗小于0.4 dB的要求。通过这个实验，首先证明了入户段光纤必须使用G.657.B3光纤，其次也说明了5 mm弯曲半径的宏观弯曲性能是反应G.657.B3光纤性能好坏的第一评判标准。

长飞公司G.657.B3光纤EasyBandRUltra在5mm弯曲半径下的宏弯典型值为0.07 dB/圈，光纤相关性能完全满足Verizon公司的TPR 9441标准，从而可以保证光纤在复杂室内布线条件下的宏观弯曲要求。

2.2 G.657.B3光纤在小弯曲半径的寿命与可靠性

在FTTH室内段的实际布线中，G.657.B3光纤经常会在极小弯曲半径下工作，从而在弯曲部位产生应力集中而发生断裂，影响光纤传输的稳定性。所以在美国和韩国等电信行业竞争激烈的国家，考虑到FTTH的人力维护成本以及用户体验的重要性，运营商在选择和评估B3光纤质量时，光纤在弯曲条件下的可靠性是除了弯曲性能外，最先需要保证的性能参数。

按照ITU-T和IEC等相关组织标准，为了确保光纤具有可靠的机械性能和稳定性，需要光纤具有高的动态疲劳参数nd值，而动态疲劳参数值nd值除与玻璃部分的性能有关外，还取决于涂覆层尤其是内涂覆层的性能，本次在ITU-T对相关标准进行修订的过程中，也在G.657标准附录1里面着重的对光纤nd值与光纤寿命的关系进行了讨论。

考虑到客户对G.657.B3光纤在小弯曲半径下的可靠性和寿命的关切，长飞G.657.B3光纤EasyBandRUltra一方面采用低模量的树脂材料以有效缓冲外界施加的应力；另一方面通过工艺优化和控制，在涂层厚度和机械性能之间达到了很好的平衡，长飞G.657.B3光纤EasyBandRUltra值的典型值为27，远远高于一般普通光纤18～22的nd值。

图1为长飞公司按照IEC标准建立的G.657.B3光纤在不同弯曲半径条件下，不同nd值同光纤断裂几率的对应关系。我们可以清楚的发现，相对于目前常规光纤的18～20左右的nd值，EasyBandRUltra光纤的nd典型值为27，其在5 mm弯曲半径下具有更长的寿命和稳定的可靠性，断裂几率是nd为18的常规光纤的1/3,从而保证了EasyBandRUltra光纤在实际室内复杂布线条件下的可靠性。

图1 不同nd的G.657.B3光纤断裂失效性分析

2.3 G.657.B3光纤对未来传输技术升级的兼容性

一般来说，运营商或最终用户在MDU内铺设G.657.B3光纤后，从成本以及客户体验的角度，不会经常性的更换光纤光缆。但考虑到目前光纤通信技术的飞速发展，尤其是FTTx相关的PON技术又面临着继续升级换代，所以我们在选择G.657.B3光纤时，必须考虑到光纤对下一代PON传输技术的兼容性。

在目前主流的IEEE和ITU-T的相关标准中，下一代PON技术的通信窗口将向长波长方向移动，预计最高会使用到1 625 nm通信窗口。所以为了兼容下一代传输技术，对于G.657.B3光纤而言，最大的挑战就是同时保证上下行窗口同时开通，且不会受到光纤宏弯性能的限制。而考虑到光纤的宏弯随着波长的增加而增加，为保证系统在升级后，G.657.B3光纤仍能保证通信传输的通畅，必须要求在5 mm弯曲半径下，光纤1 625 nm的宏弯同1 550 nm窗口的宏弯比值小于等于3。

图2为长飞G.657.B3光纤的1 625 nm/1 550 nm宏弯比值，可以发现长飞光纤1 625/1 550 nm宏弯的比值均小于3，典型值在2.3左右，充分的考虑到了对下一代PON技术的兼容性。

图2 长飞G.657.B3光纤的1 625 nm/1 550 nm宏弯比值

3 结论

长飞公司基于对ITU-T 新的G.657标准的解读，同国外先进运营商的合作以及对G.657.B3光纤具体的使用环境的分析，建议在评判G.657.B3光纤性能优劣的时候，最重要的是以下3个方面是否能够满足客户的需求。

（1）G.657.B3光纤在5 mm弯曲半径下的宏观弯曲性能是否满足苛刻的室内段布线需求：建议G.657.B3光纤5 mm半径下1 550 nm窗口的宏弯小于等于0.1 dB/圈。

（2）G.657.B3光纤在小弯曲半径下的光纤寿命和可靠性是否满足设计需求：建议G.657.B3光纤的动态疲劳参数nd值大于等于24，保证光纤在小弯曲半径下的寿命和可靠性。

（3）G.657.B3光纤是否能够满足下一代传输技术升级时对宏弯性能的要求：建议G.657.B3光纤5 mm半径下1 625 nm与1 550 nm窗口的宏弯比值小于等于3。

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