海底光电缆技术发展与市场前景

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1、第八届中国光电通信论坛会议论文集海底光电缆技术发展与市场前景杜柏林陈晓霖(浙江天杰实业有限公司)摘要：本文介绍海底光缆及海底光电缆技术发展及其市场前景。关键词：海底光缆；海底光电缆；光纤；中继器1、概述自1890年英国敷设了世界第一条天然橡绝缘海底电力电缆以来，100多年间海底电缆得到了大量的推广应用。制造技术和使用的材料都得到了不断的改进。海底电缆是敷设在海底及河流水下用的光缆，分海底电缆，海底光缆和光电复合海底电缆。我国是一个海洋大国，拥有300多万平方米的海域和18000公里长的海岸线，沿海分布

2、有6000多个岛屿。在浅海大陆架蕴藏着丰富的海油田和天然气，沿海又是我国经济发达区，治海岛屿的发展急需海底通信电缆和光电复合海底电缆。1985年世界上第一条海底光缆问世，海底光缆的建设在全世界得到了蓬勃的发展。海底光缆以其大容量、高可靠性、优异的传输质量等优点，在通信领域、尤其是国际通信中起到重要作用。2、海底光缆系统结构由于海底光缆系统是应用于特殊的物理环境中的光通信系统，与陆地光缆系统相比相应的系统设计更加复杂，面临的技术难题更多。图1@i示为一个典型的跨洋海底光缆系统。从图中可以看出海底光缆系统

3、主要分为水下设备和岸上设备。光缆；：．瑞盒海展中继器光鞲终端盘图1跨洋海底光缆系统示意图．411—第八届中国光电通信论坛会议论文集水下设备主要包括光缆、光放大器和水下分支单元。海底光缆除与陆地光缆相同的光纤以及加强的铠装保护之外，还有个重要的组成部分，就是远供电源导体，导体电阻小于1欧姆／公里，远供导体将电流输送到海底中继器，海底中继器分流并利用海水作为回流导体，完成电源远供过程。海底分支单元实现海底光缆的分支和电源远供的倒换。岸上设备主要包括线路终端设备、SDH设备、远供电源设备、线路监测设备、网络

4、管理设备以及海洋接地装置等设备。线路终端设备负责再生段端到端通信信号的处理、发送和接收；SDH设备承载在线路终端设备之上，在环形联络的情况下，形成环路自愈保护；远供电源设备通过光缆远供导体向海底中继器馈电并通过海缆和海洋接地装置回流，远供采用高电压、小电流的方式，供电电流在1安培左右，供电电压可达几千伏，线路监测设备自动监测海底光缆和中继器的状态，在光缆和中继器故障的情况下，启动告警并故障定位。3、海底光缆技术的发展世界上第一条海底光缆于1985年在加纳利群岛(CanaryIsands)的两个岛屿之间

5、建成一条跨洋海底光缆TAT一8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，

6、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，基于密集波长复用技术时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机构方面具体体现。整个历程反映海底光缆技术追逐容量和长距离的发展过程。4．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．412-第八届中国光电通信论坛会议论文集纤；90年代初，光纤工作波长转

7、移到1550nm窗1：3，使用G．654损耗最小光纤，从而使光纤的衰减大为降低，同时设备的接受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．6551仁零色散位移、大有效截面光纤被引入，色度色散为一2一一3Ps／nm／

8、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64×10Gb／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，在一个中继段发射端采用大有效截面、非零色散位移光纤，接受端采用小色散斜率、正常有效面积光纤，两光纤距离配比I：1，前者在于降低非线性的影响，后者在于提供传输宽带。两种光纤的参数典型值如下：．发端光纤：(1)有效截面：标称值70u寸(2)衰耗：标称值<0．215dB