跨洋海底光缆技术及其发展

　　海底光缆技术的变迁

　　世界上第一条海底光缆于1985年在加那利群岛（CanaryIslands）的两个岛屿之间建成，第一条跨洋海底光缆TAT-8于1988年在大西洋建成，同年，跨太平洋的海缆系统也建成。系统的工作波长为1310nm，采用常规G.652光纤，系统传输速率为280Mbit/s，中继距离约为70公里，终端设备为PDH设备。到1991年，光纤工作波长改用1550nm窗口，使用G.654损耗最小光纤，系统传输速率也上升至560Mbit/s。上述系统以采用电再生中继器和PDH终端设备为特点，我们称为第一代海底光缆系统；直至1994年，90年代中期出现第二代海底光缆系统，同步数字传输系统（SDH）引入海缆系统，掺铒光纤放大器（EDFA）取代传统的电再生中继器；进入1997年，随着密集波分复用技术（WDM）的出现及应用，基于密集波分复用技术的海底光缆系统应运而生，我们称90年代末和21世纪初为第三代海底光缆系统。

　　直至如今，海底光缆系统经过将近20年的发展，其技术发展历程可以通过以下几个方面具体体现。整个历程反映海底光缆技术追逐大容量和长距离的发展过程。

　　1．光纤

　　上世纪80年代末，最早的海底光缆系统工作波长为1310nm，采用常规G.652光纤；90年代初，光纤工作波长转移到1550nm窗口，使用G.654损耗最小光纤，从而使光纤的衰减大为降低，同时设备的接收灵敏度得到了很大提高，因此系统的中继距离得到了很大的提高。海底光缆系统发展第一阶段以追求光纤低衰耗为目的，从而延长再生距离；90年代中期，G.653色散位移光纤(DSF)被引入海底光缆系统。海底光缆发展第二阶段，随着传输速率的加大，从衰耗和色散两个方面考虑系统采用的光纤；90年代后期以后，光纤的采用基于衰耗、色散和非线性三个方面。G.655非零色散位移、大有效截面光纤被引入，色度色散为-2~-3Ps/nm/km，再生段内每隔7个中继段配置一段G.652光纤作为色散补偿段，基于此类光纤配置，对应的典型传输容量和再生距离是64x10Gb/s和3000公里。随着无电再生距离的延长，混合光纤配置开始出现，在一个中继段内发射端采用大有效截面、非零色散位移光纤，接收端采用小色散斜率、正常有效面积光纤，两种光纤距离配比1：1，前者在于降低非线性的影响，后者在于提供传输带宽。两种光纤的参数典型值如下：