1. HCV CN / 
  2. 引领行业发展 / 
  3. 光纤制造商所面临的挑战

当今光纤制造商所面临的挑战

按光纤长度来计算,单模光纤是生产数量最多的光纤类型。单模光纤制造商面临许多挑战,其中包括以具有竞争力的价格、可靠地、大规模地制造出优质产品。

实现具有竞争力的生产成本

国际电信联盟(ITU)制定了一套适用于各种标准的单模光纤最低参数,如G.652和G.657。每个制造商的目标都是提供符合甚至超过这些规定值的光纤。

同时,标准的单模光纤已成为商品化产品,并伴随着相应的价格压力。单模光纤的制造商不断努力降低整体生产成本。为了实现这一目标,他们采取了各种措施,包括提高生产效率、采用更高效的材料和工艺,并寻求供应链的优化。通过这些举措,他们能够降低生产成本,保持竞争力,并为市场提供高质量的产品。

为了实现成本的降低,可以采取以下措施:

  • 增加生产批次规模:先进的拉制设备每年可生产超过1000万光纤公里,处理超过300吨的预制棒。采用最先进的预制棒可获得4000公里的光纤产量。而最先进的预制棒可以产出超过15000公里的光纤,并可连续运行数天。这降低了设备停机时间,减少了人员需求,降低了起始和结束损耗的比例。
  • 保持预制棒外径均匀:外径恒定的预制棒可以减少泄漏气体进入拉制炉的数量。这些气体会导致石墨烧损,限制炉子的使用寿命,增加了维护频率。


贺利氏的RIC®工艺是行业的推动力,它增加了生产批次的规模,并有助于降低单模光纤的生产成本。

降低衰减

光网络传输的数据量不断增加,要求运营商增加网络容量。通常情况下,这包括增加新的通道(增加新的波长)或缩小光脉冲之间的时间间隔(更快的信号传输)。

由于脉冲在传输过程中会因色散而加宽,所以它开始与相邻的脉冲重叠。接收器需要识别单个脉冲,因此重叠部分不应过大。

此外,随着脉冲传播,由于衰减效应,它的强度会逐渐减弱。光纤链路的质量由信噪比决定。减少噪声或增加信号功率都有益于提高质量。发射功率越高,信号在被衰减得无法检测之前可以传输的距离就越长。然而,发射功率也有限制。如果功率密度过高,可能会发生非线性效应,从而限制传输距离。

在设计新的光纤网络时,可以选择具有降低衰减特性、具有更大芯径(可以承载更高发射功率)或同时具有这两种特性的光纤。

衰减受多种参数的影响。玻璃的纯度是影响衰减的一个参数。光纤生产商通过降低芯棒中的锗含量来减少衰减。由于芯棒和包层之间的折射率差是光纤的本质,因此这些光纤依赖于包层的折射率相对于纯二氧化硅来说较低。贺利氏为这些设计提供了掺氟管以支持。

影响衰减的其他因素包括预制棒中潜在界面的表面质量(微弯曲损失)和光纤拉伸条件(应力)等。贺利氏通过提供高纯度熔融二氧化硅管,用于芯棒的生产,以及精确加工的熔融二氧化硅套柱,用于RIC®工艺,支持降低衰减的努力。

弯曲不敏感光纤

随着光纤到户技术的应用和趋近于最终天线的部署方式,光纤在开放环境中的应用越来越多。此外,光缆的安装也需要简便性。重要的是,那些惯于处理铜缆的人员要了解光纤光缆的一些限制。其中最重要的区别在于光纤对弯曲的敏感性。如果弯曲得太紧,光就会离开纤芯,无法传输信号到纤芯末端。多年来,光纤的耐弯性能逐步提高。

最终,弯曲不敏感光纤应运而生并被标准化(G.657)。根据不同的子类别,这些光纤可以弯曲到半径仅有2.5毫米。为了实现这种耐弯性能,光纤的纤芯周围会添加一个折射率较低的环形结构,也称为沟槽。这个沟槽由氟化硅材料制成。制造沟槽的工艺可能具有挑战性并且成本高昂。然而,贺利氏的RIC®工艺为大规模生产提供了简便且经济高效的解决方案。在RIC®工艺中,只需简单地在套柱内部放置一根额外的掺氟管,然后将芯棒插入掺氟管中即可。这一工艺已成为全球生产弯曲不敏感光纤的主要方法。

最大化每个管道内的光纤数量
 

除了电缆设计对管道空间利用的优化很重要之外,光纤的开发也对此起着重要作用。通过使用更细直径的光纤,可以实现更高的纤维数量。较细的光纤直径是通过减小涂层厚度来实现的。然而,涂层较薄的光纤对弯曲引起的衰减更为敏感。这种敏感性不仅源于宏观弯曲,还包括光缆制造过程中的微观弯曲。

因此,解决方案是使用抗弯曲光纤(G.657)。这些光纤的芯部周围有一个低折射率的沟槽,它可以帮助保持光束在纤芯内的传输,即使纤维发生弯曲。为了实现较低的折射率,熔融二氧化硅中掺入了氟。

在RIC®工艺中实现沟槽非常容易。只需将一个氟掺杂的熔融二氧化硅管插入纤芯周围,然后保持传统的光纤拉丝工艺不变即可。这样,可以最大化每个管道中的光纤数量。