弯曲不敏感光纤的开发及其在FTTH室内的应用

责任编辑：匿名 (未验证) 2013/09/30 作者：文大承

一、引言
弯曲不敏感光纤（BIFs）已经在ITU-TG657建议中标准化了。特别适应于光纤到户（FTTH），因为该光纤降低了安装成本并改善了系统功能。BIFs研发后，最近能允许在半径为5毫米的弯曲时其性能与传统的单模光纤（SMF）相媲美。因此，G.657光纤最近修订分为4级，其允许的弯曲半径相应为15mm、10mm、7.5mm及5mm，相应的分级名为A1、A2、B2和B3，见表1。

表1 G.657及G.657B光纤的宏弯特性

弯曲损耗 dB/km	G.657.A1		G.657.A2/B2		G.657.B3
弯曲损耗 dB/km	1550nm	1625nm	1550nm	1625nm	1550nm	1625nm
半径15mm绕10圈	0.25	1.0	0.03	0.1	-	-
半径10mm绕1圈	0.75	1.5	0.1	0.2	0.03	0.1
半径7.5mm绕1圈	-	-	0.5	1.0	0.08	0.25
半径5mm绕1圈	-	-	-	-	0.15	0.45

降低单模光纤的弯曲损耗建议有几种类似方法。最新的方法包括：降低模场直径（MFD）、降低包层的低凹槽折射率指数以及在包层中增加一圈对称孔，见图1。

图1 展示几种类型的BIFs

（a）降低模场直径（b）降低包层折射率（c）加一辅助凹槽（d）辅助空洞（e）辅助随意分布的泡泡（纳米级）

在降低模场直径情况下，制造方便但改善弯曲性能是有限的，因模场直径及接续损耗两者都与传统的单模光纤相匹配。辅助凹槽以及辅助空洞对BIFs似乎相对有效，在较大范围内的弯曲半径下可以较多的降低弯曲损耗。辅助空洞或纳米级泡泡对BIFs可提供优越的弯曲性能，但是与ITU-TG652建议的光纤并不相容。此外，产生辅助空洞或纳米级泡泡的方法比制造常规的光纤要复杂，因此，对大规模且对成本敏感的FTTH工程缺乏吸引力。特别对多住宅单元（MDU）和室内布级应用在不良的环境下，在5mm曲率半径下损耗必须小于0.1分贝/圈，越小越好，比G.657B3光纤还要好。因此，新的光纤优选设计采用增强型弯曲不敏感光纤（E-BIF）以改进光纤的弯曲性能，以满足在不良环境下进行弯曲，如：直角弯、缠绕在试验轴上和类似多住宅单元中。现在我们要探讨E-BIF（所谓“超弯”注册品牌）的试验条件及其效果。

二、E-BIF的室内应用
在室内应用的光缆必须具有相当于铜缆的性能。因此，E-BIF需要改善弯曲性能（超过G.657.B3）以满足建网要求，例如：快速、方便、低技术、张力下进行插拔、卡U型钉、90°转弯（见图2）等。同时，要与大规模制造相容。

图2 室内应用举例

图3展示角弯曲试验。光缆夹上2kg负荷或13.5kg负荷（测长期损耗）进行90°弯曲。在木块上削去一片形成半径为1mm以下的角。当加上2kg负荷时损耗变化在1550nm时小于0.04dB以满足≤0.05dB评判标准。在长期损耗试验中加13.5kg负荷，衰耗变化在1550nm时应小于0.03dB以满足≤0.1dB的评判标准。

图3 角弯曲试验简图

（a）试验布局（b）试验设备照片

图4展示在5mm半径的轴上绕5圈的弯曲试验。

图4 绕轴试验简图
（a）试验布局（b）试验设备照片

图5展示T25U型钉试验。每隔50mm在E-BIF光缆上卡上20只U型钉后，测量其衰耗变化。要有不同的3位操作者进行，因为考虑到每人对光缆用力有所不同，用1550nm光测其衰耗变化，3位操作者相应测得0.01dB、0.01dB、0.00dB；其平均衰耗变化为0.067dB满足≤0.1dB的评判标准。

图5 T-25U型钉试验简图
（a）试验布局（b）试验设备照片

图6展示在10次90°角弯曲下、90°角弯曲带有2kg和10kg负荷、在10mm直径轴上绕2圈、用T-25U型钉以间隔10mm卡30个点以及进行温度循环老化试验，其衰耗变化为0.17dB。
温度循环为23℃→-40℃→75℃→-40℃→75℃
老化试验温度为75℃→85℃→-40℃→75℃→-40℃→75℃
同时将仪器放置在可控温度环境试验箱内。