傅涛：污水处理系统的“双百跨越”新时代下，人们对水环境提出了新的要求。污水处理从追求点上效果升级为更注重系统化和环境质量，未来的污水处理行业面临系统性升级。
9月17日，在“2020年（第十二届）上海水业热点论坛”上，E20环境平台董事长、E20研究院院长傅涛做了题为“污水处理的双百跨越”的发言。
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傅涛
高质量升级迫在眉睫
2020非同凡响，中美对抗、民粹主义风行、发展路径的大变革以及巨大不确定性下的十四五规划，这些都是中国当下要面临的后疫情时代的变局。
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然而，在巨大不确定性之下，中国的发展也存在着一定的确定性，中国面临着从建党百年2021年到建国百年2049年的双百跨越。
中国进入了生态文明新时代，面临高质量发展的升级，公众有着对美好生活的不懈追求。中国模式不断融入世界文明，努力全面建成小康社会，实现中华民族伟大复兴。
过去20年，中国污水处理伴生城市化和工业化飞速发展，背后有着以下三方面的驱动因素。
一、城市化配套需求
伴随城市化程度的提高，城市人口不断增加，相应的配套基础设施紧跟城市化步伐，加速建设，但却经常跟不上。
二、排放标准提升
以前环境治理总是满足于“60分万岁”，被动达标排放。随着我国对环境治理需求的提升及严要求，只满足于60分的环境治理效果不再适应新的标准要求。从二级排放标准，一级B，一级A，到四类水，三类水，越提越高的污水排放标准一直在推动行业前进。
三、水环境质量要求
以前环保行业只关注环境排放标准，现在发现只关注排放标准是否达标是不行的，还需要关注百姓的感知，空气是否干净，河水能不能游泳，水质安不安全。污水处理系统性目标的实现滞后。
立足2021，建党100年，污水处理系统进入跨越双百的历史起点。
傅涛分析了我国污水处理系统的现状，我国目前有5500余座城镇污水处理厂，2.2亿吨/日污水处理规模，2万亿资产总额，60%以上是一级A排放标准。但是，我国目前管网总长度仅仅是100万公里，污水收集率不到50%。污泥处理规模12.5万吨/日，妥善处置率不足40%。
当前现状是污水处理系统“双百跨越”的起点。一切过往皆为序章，这是新时代的开端。
仔细分析现状背后的原因，在公共服务体系下，污水处理核心是无害化，无害化达标的责任主体是地方政府和排放企业。随着公共服务的分化和深化，止于达标省钱的公共服务步履维艰。高质量升级迫在眉睫。
“高质量发展不等于把排放标准越提越高，就像一个酒店，不是床越大标准越高。”傅涛指出，即使污水排放标准提到世界顶级，如果系统是落后的，这也是被曲解的高质量。达标前提下省钱，无法驱动高质量。所有被动的行业，企业家创新精神无处安放。所有被动驱动的领域都没有高质量，用户价值驱动的才有未来。高质量的支付主体是受益者，是用户。没有服务标准，只有排放标准的行业是可悲的，只能在低水平上徘徊。
从污水处理厂、污泥到管网，污水处理的很多攻关是在点上进行突破，还缺乏系统思考。摊煎饼式的污水处理系统是表面数字的荣耀，本质是在转移污染，延缓矛盾爆发。点上的最优无法呈现质量和效果，难以呈现美好和价值。衣服不仅用来保暖，手表不仅用来计时，咖啡不仅用来提神。处理污水只是污水处理系统的最基本功能，全面达标和稳定运营是基础中的基础。
全面小康社会之下的污水系统如何定位？
面向2049年，建国100年。高质量发展之下, 对污水处理提出了新要求。全面小康社会之下的污水系统该如何定位？新时代面对新的背景。
一、以人民为中心。人民向往美好，污水处理越来越注重人民对水环境改善的感知。
二、政府公共服务。现在政府的支付意愿提高，但是支付能力在下降。
三、信息科技进步。系统联通，万物互联，信息科技在不断进步。
四、融合加剧。行业融合是当务之急。对于未来污水处理厂的探索，行业里有很多尝试，比如概念污水处理厂。
污水处理的高质量探索之路刚刚开始，行业内对概念水厂、未来水厂进行了有益的探索，以“双百跨越”来憧憬污水处理未来，傅涛指出了六大发展方向：
方向一：系统化。污水处理厂必须是系统化的，以污水处理厂为核心，实现三合一、五合一，考虑到污水处理厂、管网、污泥、河道、建筑给排水、生态环境等。系统化不是简单叠加，系统化隐藏着巨大的价值增量。
方向二：精细化。高质量不仅仅是排放标准的高质量，更多是过程的精细化。过去三十年，污水处理完成了从无到有。但只有精品才能传世，匠人精神才能造就高质量，精细化以智慧化为依托。自动化、信息化、智能化的智慧水务是未来的发展方向。
方向三：生态化。感知改变生活，空调，高铁，高速，5G，每一次升级，都改变生活，人们对美好生活的向往没有止境。让人民感知美好的污水处理厂，从邻避到邻利。不仅是不污染，而且要成为人民美好生活向往的组成部分。
方向四：资源化。不仅要污水资源化，而且要看到污水中有机质、污水系统中能源的价值，未来污水处理厂应该成为最稳定的城市资源中心、能源中心。
方向五：社会化。污水处理厂要成为未来城市的有机组成、城市的价值功能单元和文化传承载体。大象无形、大音希声，污水处理厂正在发挥价值。
方向六：产品化。红星美凯龙、万达广场、迪士尼乐园都是产品，环保行业也要往产品化升级。我们以前把污水处理厂当做一种设施建设，其实污水处理厂本来就是产品。如果没有升级，环保企业会被淘汰，会被政策性国企淘汰。
如何让理念落地？
如何让理念落地？系统制约、标准提高、成本增加，谁来付费？傅涛指出了以下四条路径：
路径一：解放思想的力量。真正的制约是理念的制约，政府支付公共服务的时代基本终结，政府不会花更多的钱做更高标准的服务。要跨越公共服务的工程化鸿沟，跨越价值服务的平庸化陷阱，让真正愿意享受美好的人为美好付费。价值所在，就是付费所在。对产品付费，不基于投资，而是基于价值。仅仅做一个工程师企业家是不够的，要做能够发现价值的企业家。路径二：释放产业的力量。服务产品化的时代已来，服务产品化伴随小型化、智能化，服务产业化需要系统化的部件支撑。
路径三：强化榜样的力量。我们要树立样本，这也是发起“双百跨越”污水处理标杆联盟的核心。环境产业要向社会开放，难道大家真的不愿意付污水处理费吗？不愿意支付是因为不知道还可以做得这么好。好多升级都是由美好生活的愿望拉动的，比如房地产的样板间。水务行业也可以做出样板间，向用户呈现精品引导升级。用感知改变支付，相信和引导社会对美好的支付能力。面向未来的100座“双百跨越”标杆污水处理厂比选就是在寻找污水处理厂的样板间。
路径四：善用平台的力量。携手打造标杆，不仅是示范工程，而是公共服务产品“样板间”。E20将协助组建产品开发中心，构建基于产品化的商业结构，建立基于新时代趋势的产品营销路径，研发固化政府、城市、自然、社会的价值关系。
道不孤，必有邻。“双百跨越”污水处理标杆联盟就已完成筹备，由17家领跑的责任企业共同发起，权威专家鼎力加持，欢迎同道企业加入。
双百跨越的不仅是污水处理厂，而是污水处理系统。近百家污水处理设施报名参与标杆试比选，试评涉及5个领域，涉及15个方面，设施入选53个，2021年将正式发布。
傅涛最后总结，环境产业天生就是生态文明建设的主力军。因为有责任，必须有担当。生态文明下的污水处理系统作为环境单元，守护碧水蓝天；作为生态综合体的要素单元，融入生态；作为社会综合体，承载美好，融入城市和社会。
9月17日，在“2020年（第十二届）上海水业热点论坛”上，E20环境平台董事长、E20研究院院长傅涛做了题为“污水处理的双百跨越”的发言。
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傅涛
高质量升级迫在眉睫
2020非同凡响，中美对抗、民粹主义风行、发展路径的大变革以及巨大不确定性下的十四五规划，这些都是中国当下要面临的后疫情时代的变局。
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然而，在巨大不确定性之下，中国的发展也存在着一定的确定性，中国面临着从建党百年2021年到建国百年2049年的双百跨越。
中国进入了生态文明新时代，面临高质量发展的升级，公众有着对美好生活的不懈追求。中国模式不断融入世界文明，努力全面建成小康社会，实现中华民族伟大复兴。
过去20年，中国污水处理伴生城市化和工业化飞速发展，背后有着以下三方面的驱动因素。
一、城市化配套需求
伴随城市化程度的提高，城市人口不断增加，相应的配套基础设施紧跟城市化步伐，加速建设，但却经常跟不上。
二、排放标准提升
以前环境治理总是满足于“60分万岁”，被动达标排放。随着我国对环境治理需求的提升及严要求，只满足于60分的环境治理效果不再适应新的标准要求。从二级排放标准，一级B，一级A，到四类水，三类水，越提越高的污水排放标准一直在推动行业前进。
三、水环境质量要求
以前环保行业只关注环境排放标准，现在发现只关注排放标准是否达标是不行的，还需要关注百姓的感知，空气是否干净，河水能不能游泳，水质安不安全。污水处理系统性目标的实现滞后。
立足2021，建党100年，污水处理系统进入跨越双百的历史起点。
傅涛分析了我国污水处理系统的现状，我国目前有5500余座城镇污水处理厂，2.2亿吨/日污水处理规模，2万亿资产总额，60%以上是一级A排放标准。但是，我国目前管网总长度仅仅是100万公里，污水收集率不到50%。污泥处理规模12.5万吨/日，妥善处置率不足40%。
当前现状是污水处理系统“双百跨越”的起点。一切过往皆为序章，这是新时代的开端。
仔细分析现状背后的原因，在公共服务体系下，污水处理核心是无害化，无害化达标的责任主体是地方政府和排放企业。随着公共服务的分化和深化，止于达标省钱的公共服务步履维艰。高质量升级迫在眉睫。
“高质量发展不等于把排放标准越提越高，就像一个酒店，不是床越大标准越高。”傅涛指出，即使污水排放标准提到世界顶级，如果系统是落后的，这也是被曲解的高质量。达标前提下省钱，无法驱动高质量。所有被动的行业，企业家创新精神无处安放。所有被动驱动的领域都没有高质量，用户价值驱动的才有未来。高质量的支付主体是受益者，是用户。没有服务标准，只有排放标准的行业是可悲的，只能在低水平上徘徊。
从污水处理厂、污泥到管网，污水处理的很多攻关是在点上进行突破，还缺乏系统思考。摊煎饼式的污水处理系统是表面数字的荣耀，本质是在转移污染，延缓矛盾爆发。点上的最优无法呈现质量和效果，难以呈现美好和价值。衣服不仅用来保暖，手表不仅用来计时，咖啡不仅用来提神。处理污水只是污水处理系统的最基本功能，全面达标和稳定运营是基础中的基础。
全面小康社会之下的污水系统如何定位？
面向2049年，建国100年。高质量发展之下, 对污水处理提出了新要求。全面小康社会之下的污水系统该如何定位？新时代面对新的背景。
一、以人民为中心。人民向往美好，污水处理越来越注重人民对水环境改善的感知。
二、政府公共服务。现在政府的支付意愿提高，但是支付能力在下降。
三、信息科技进步。系统联通，万物互联，信息科技在不断进步。
四、融合加剧。行业融合是当务之急。对于未来污水处理厂的探索，行业里有很多尝试，比如概念污水处理厂。
污水处理的高质量探索之路刚刚开始，行业内对概念水厂、未来水厂进行了有益的探索，以“双百跨越”来憧憬污水处理未来，傅涛指出了六大发展方向：
方向一：系统化。污水处理厂必须是系统化的，以污水处理厂为核心，实现三合一、五合一，考虑到污水处理厂、管网、污泥、河道、建筑给排水、生态环境等。系统化不是简单叠加，系统化隐藏着巨大的价值增量。
方向二：精细化。高质量不仅仅是排放标准的高质量，更多是过程的精细化。过去三十年，污水处理完成了从无到有。但只有精品才能传世，匠人精神才能造就高质量，精细化以智慧化为依托。自动化、信息化、智能化的智慧水务是未来的发展方向。
方向三：生态化。感知改变生活，空调，高铁，高速，5G，每一次升级，都改变生活，人们对美好生活的向往没有止境。让人民感知美好的污水处理厂，从邻避到邻利。不仅是不污染，而且要成为人民美好生活向往的组成部分。
方向四：资源化。不仅要污水资源化，而且要看到污水中有机质、污水系统中能源的价值，未来污水处理厂应该成为最稳定的城市资源中心、能源中心。
方向五：社会化。污水处理厂要成为未来城市的有机组成、城市的价值功能单元和文化传承载体。大象无形、大音希声，污水处理厂正在发挥价值。
方向六：产品化。红星美凯龙、万达广场、迪士尼乐园都是产品，环保行业也要往产品化升级。我们以前把污水处理厂当做一种设施建设，其实污水处理厂本来就是产品。如果没有升级，环保企业会被淘汰，会被政策性国企淘汰。
如何让理念落地？
如何让理念落地？系统制约、标准提高、成本增加，谁来付费？傅涛指出了以下四条路径：
路径一：解放思想的力量。真正的制约是理念的制约，政府支付公共服务的时代基本终结，政府不会花更多的钱做更高标准的服务。要跨越公共服务的工程化鸿沟，跨越价值服务的平庸化陷阱，让真正愿意享受美好的人为美好付费。价值所在，就是付费所在。对产品付费，不基于投资，而是基于价值。仅仅做一个工程师企业家是不够的，要做能够发现价值的企业家。路径二：释放产业的力量。服务产品化的时代已来，服务产品化伴随小型化、智能化，服务产业化需要系统化的部件支撑。
路径三：强化榜样的力量。我们要树立样本，这也是发起“双百跨越”污水处理标杆联盟的核心。环境产业要向社会开放，难道大家真的不愿意付污水处理费吗？不愿意支付是因为不知道还可以做得这么好。好多升级都是由美好生活的愿望拉动的，比如房地产的样板间。水务行业也可以做出样板间，向用户呈现精品引导升级。用感知改变支付，相信和引导社会对美好的支付能力。面向未来的100座“双百跨越”标杆污水处理厂比选就是在寻找污水处理厂的样板间。
路径四：善用平台的力量。携手打造标杆，不仅是示范工程，而是公共服务产品“样板间”。E20将协助组建产品开发中心，构建基于产品化的商业结构，建立基于新时代趋势的产品营销路径，研发固化政府、城市、自然、社会的价值关系。
道不孤，必有邻。“双百跨越”污水处理标杆联盟就已完成筹备，由17家领跑的责任企业共同发起，权威专家鼎力加持，欢迎同道企业加入。
双百跨越的不仅是污水处理厂，而是污水处理系统。近百家污水处理设施报名参与标杆试比选，试评涉及5个领域，涉及15个方面，设施入选53个，2021年将正式发布。
傅涛最后总结，环境产业天生就是生态文明建设的主力军。因为有责任，必须有担当。生态文明下的污水处理系统作为环境单元，守护碧水蓝天；作为生态综合体的要素单元，融入生态；作为社会综合体，承载美好，融入城市和社会。
重要光纤类型及应用指南
在不断扩展的光纤通信世界中，一种尺寸并不适合所有的光纤。符合国际电信联盟G.652规范的步进式单模光纤有时被称为"标准单模"，因为它们已经被广泛使用了几十年。然而，G.652光纤已经随着需求的变化而发展，其他单模光纤已经被开发出新的用途，多模光纤已经找到了新的市场，并且出现了更多的奇异光纤。
重要光纤类型及应用指南
这些变化反映了为特定应用定制光纤的优势。室内使用的导管中需要抗弯曲的纤维。收缩纤维包层允许在电缆中使用更多的纤维数量。低水光纤可以在1270和1610nm之间以20nm为步长进行廉价的粗波分复用（WDM）。超低损耗光纤可以拉伸放大器的间距。多模分级光纤可以在短距离内传输高数据速率，削减发射机和接收机成本。
以下是重要光纤类型及其在通信中的应用指南：
渐变折射率多模光纤
梯度指数多模光纤最初是在20世纪60年代末开发的，目的是增加大芯光纤的带宽，现在主要用于短数据链路。过去使用的是LED光源，但现在大多数数据链路的速度都需要大规模生产的发射波长为800至960nm的垂直腔面发光激光器（VCSELs）。大多数分级光纤的纤芯为50μm，但一些纤芯为62.5μm的光纤仍在使用。表中列出了标准多模光纤的性能。
在实际应用中，多模数据链路只使用到550米左右，更远的距离使用单模光纤。虽然多模光纤在1310nm波段的损耗比短波长的损耗低，但廉价的VCSEL只在短波长波段大量生产。OM3和更新的标准使用VCSEL支持每秒多千兆比特的数据传输速率。
OM5标准规定，在850——953nm的两个或四个波长上，以25Gbit/s的短波分复用(SWDM)传输速率达到100Gbit/s的双工。2020年1月，IEEE工作组批准了IEEEP802.3cm400Gbit/soverMultimodeFiber标准，该标准将400Gbit/s信号在4根或8根光纤中进行分流，跨度可达100或150米，主要应用在大型数据中心内和5G网络的短距离高速链路上。
重复使用旧版光纤
数据中心安装的传统多模光纤可以重新利用，以高于表中所列的速率传输单模信号。Cailabs(法国雷恩)已经开发出一种光学器件，可以将高达99.5%的单模输入耦合到光纤的多种模式之一。他们报告说，传输速率为10Gbit/s，最高可达一公里，并正在测试100Gbit/s的速率。
二十年前安装的遗留G.652单模光纤，如果仍然是暗的或未充分使用，只需要进行最小的处理，就可以点亮使用。得益于数字信号处理和相干光传输，原本安装在一个或几个波长上传输10Gbit/s的G.652光纤可以在多达100个波长上传输相干的100Gbit/s信号，而不需要以适当的排列方式拼接不同类型的光纤来管理色散。这为传统光纤带来了新的生命，并可以为运营商节省安装新电缆的高昂费用，在城市地区安装新电缆的费用高达50万美元。
单模光纤标准
国际电联G.652单模标准的第一个版本是在1984年起草的，当时光纤通信的波长限制在1310纳米，那里的色散基本为零。它要求模场直径为8.6至9.5微米，截止波长不超过1260纳米，1310纳米处衰减不超过0.5分贝/公里，1550纳米处衰减不超过0.4分贝/公里。掺铒光纤放大器(EDFA)的发展将大部分传输转移到了1550nm窗口，但G.652光纤仍在广泛使用，当前G.652.D版本最显著的变化是将1310至1625nm处的损耗限制降低到0.4dB/km，1530至1565nm处的损耗限制降低到0.30dB/km6。
随着光纤传输的发展，其他新标准也随之而来。零色散移至1550nm的光纤的发展刺激了G.653标准的发展。最初的版本于1988年通过，要求纤芯直径为7.8至8.5微米，1500至1600纳米之间为零色散，最大色散为3.5ps/(nm-km)。一些零色散光纤仍在使用，但1550nm铒波段严重的四波混杂噪声使WDM不切实际，除非在1570——1625nmL波段使用放大器。
ITUG.654标准是为另一种基本被废弃的技术而制定的：1300nm附近零色散的海底电缆，单模截止波长转移到长达1530nm的波长。最近的变化将1530至1612nm处的最大损耗降低到0.25dB/km，因此它可以用于色散管理海底电缆的L波段传输。
WDM和色散管理的发展也导致了1996年ITUG.655非零色散位移单模光纤标准的出台.该标准规定的色散高到足以防止紧密间隔的光通道之间的非线性串扰，但低到足以允许通过混合不同色散的光纤进行色散补偿。最大单模截止波长为1450nm，最小和最大色散的单独公式规定了1460和1550nm之间的值，以及1550和1625nm之间的值，以允许通过拼接不同色散的光纤长度进行色散补偿。
另一个色散驱动的标准是G.656，2004年提供的是1460到1625nm之间低色散的单模光纤，适用于四波混杂不会成为严重问题的宽幅分离的WDM系统。后来，它被修改为用于拉曼光放大。
相干光传输采用数字信号处理进行前向纠错，避免了色散管理的需要，基本上不需要严格规定色散的标准。
弯曲损耗不敏感光纤
当光纤安装在网络的接入和传输部分的狭小空间时，弯曲损耗可能是一个重要的问题，因此ITU制定了G.657标准，定义了两类光纤的抗弯曲性能。A类涵盖了在传输和接入网中使用的G.652型光纤，它的弯曲半径可以是10或7.5mm。B类涵盖接入网中可能不符合G.652的光纤，当弯曲到7.5毫米或5毫米的半径时，具有低损耗。
弯曲损耗发生在单模光纤遇到弯曲或紧密包装的地方，如机柜、电缆管道、立管和隔板内。限制损耗的一种方法是减小模场直径，以改善对光的限制。另一种方法是嵌入一层折射率较低的玻璃，作为紧邻核心的凹陷内包层，或作为包层内的"沟槽"。其他的选择包括在纤芯中嵌入亚波长的孔或纳米结构。
1.用于降低弯曲损耗和改善导光性的光纤结构。
减薄型光纤
减少光纤的厚度可以让光纤被挤压成更小的体积，并弯曲成更小的半径，而不会引发可能导致光纤断裂的微小裂缝的形成。它还可以让更多的光纤装入电缆中。有两种选择：减少包层和覆盖在包层上的保护层，或者只减少保护层。
2.缩小包层直径如何改变10µm纤芯的单模光纤的尺寸。
标准光纤的外径为125µm，与单模光纤10µm的纤芯相比，纤芯很厚。可以将包层直径减小到80µm，这样光纤的玻璃体积就减少了2.4倍。带有塑料涂层的缩小包层光纤的外径约为170µm，而普通涂层光纤的外径为250µm。
另外，在标准的125µm包层上涂抹的涂层厚度也可以减少，因此涂覆纤维的直径只有200µm，而不是通常的250µm。
低水光纤
标准的光纤制造会留下氢的痕迹，氢在熔融硅纤维中与氧结合成羟基，在1360和1460nm之间吸收，在1383nm处有一个强峰。当光纤系统只在1310和1550nm波段工作时，这个波段可以忽略，但对于1270和1610nm之间20nm间距的廉价粗波分复用来说，这个波段就成了问题。
3.低水位和零水位峰值纤维的损耗比较（由Sterlite技术公司提供）。
已开发出将光纤中的氢气(通常称为"水")降低到两个水平的工艺。"低水"光纤通常在1383nm峰值处的损耗不高于1310nm处的损耗，通常低于0.34dB/km。目前版本的G.652.D和G.657标准都规定，1310——1625nm之间的光纤损耗应不超过0.40dB/km，低水光纤符合这一要求。标准还要求1383nm峰值处的损耗即使在老化后也要保持在0.4dB/km以下。
零水光纤可进一步降低OH的吸收，使1383nm峰值基本消失，衰减低于0.27和0.31dB/km。要达到如此低的损耗，需要用氘（重氢-2同位素）进一步加工，以阻止轻氢与玻璃中的氧结合，保持低吸收。
单模光纤的其他特殊功能
一些通信光纤提供了针对特殊情况进行优化的功能，例如拉伸放大器间距或跨越非常长的距离。
其中一个特点是扩大单模光纤的有效模式面积。虽然G.652的纤芯直径名义上是9到10微米，但它传输的单模以高斯模式扩散，因此有效模式面积更大一些--大约80nm2。如果这种光纤传输的功率很大，那么在靠近发射器或放大器的区域，功率最大的地方就会产生非线性效应。扩大有效模式面积可以降低纤芯的功率密度，减少非线性效应。改变磁芯-包层折射率差可以将有效模面积增加到100µm2以上，但这是有限制的。
大的有效模面积可以与极低的衰减相结合。例如，康宁公司（纽约州康宁市）和OFSOptics公司（佐治亚州诺克罗斯市）都提供了用于海底电缆的单模光纤，其有效模面积为125和150µm2，在1550nm处的衰减低于0.16dB/km。
还为通信系统中的端接或耦合光纤等任务制造了特殊光纤。
微结构和空芯光纤
新一代的光纤技术已经出现，基于微结构光纤，其长度上有孔。它们依靠光子晶体、光子带隙或其他结构来限制光，开辟了新的可能性。
微结构光纤具有由不同密度的微结构所产生的材料折射率差异；这些折射率差异引导或限制光。如果微结构与光纤传输的波长相比较小，它所包含的孔洞就会降低孔隙材料的平均折射率，因此它可以作为低折射率的包层，引导光通过固体或孔隙核心。
光子晶体光纤会产生光子带隙效应，阻止某些波长的光通过某些区域的传输。这种现象可用于将某些波长的光限制在一个有效面积较大的芯内，OFS光学公司在2020年10月出版的《激光聚焦世界》中对此进行了描述。网格结构作为内包层。标有"分流器"的六个六边形单元围绕着25微米的核心，将高阶模式从25微米的大核心中分流出来，使其有效地成为单模。
4.OFSOptics的中空芯光子带隙光纤的结构，该光纤在真空中以接近光速的速度传输信号（OFSOptics提供）。
虽然光子带隙光纤比传统的实芯光纤有更高的损耗，但其中空芯可以以30万公里/秒的速度传输光，而不是实芯光纤的20万公里/秒。光在中空芯中的领先时间获得了1.5微秒/公里，对于高频交易商来说，微秒意味着金钱，他们要为通过特殊电缆传输支付溢价。
2020年，南安普顿大学的衍生公司Lumenisity（英国罗姆西）推出了使用基于嵌套抗谐振无节光纤（NANF）技术的新型中空芯光纤的有线光纤。在这里，中空芯周围环绕着一层坚实的包层，其中几对嵌套的芯沿芯-包层边界运行。与光子带隙光纤相比，这种方法可以在更宽的波长范围内实现低损耗传输。在OFC2020上，南安普顿的研究人员报告说，在实芯光纤衰减的1550nm最小值处，损耗仅为0.28dB/km。
5.最小损耗为0.28dB/km的中空芯NANF光纤的结构（左）及其在1200和1700之间的衰减（蓝色）与早期最小为0.65dB/km的NANF光纤、纯硅实芯光纤（紫色）和光子带隙光纤（绿色）的衰减比较。
研究管道
另外两种新兴的实芯光纤仍在研究之中。
少模光纤的有效模态面积略高于单模工作的上限，使其只能携带少数几个模态(相比之下，传统多模光纤有数百或数千个模态)。研究人员已经证明，模分复用可以将单模信号耦合到少模光纤中的各个模式中，并在没有明显的串扰的情况下将其分离出来。
多芯光纤在其包层内嵌入了许多独立的导光芯，并将其分开以防止串扰。这样就可以实现芯分复用，每个芯传输单独的信号。
重要光纤类型及应用指南
这两种技术都已经在高数据速率下得到了证明，实验者已经成功地制造出包含多个芯的光纤，所有芯都以多种模式传输信号。这两种技术与在同一光缆中的不同光纤中或在平行线路中分别传输不同信号的不太优雅的方法一起被归类为空分复用。某种形式的空分多路复用在我们的未来，但哪种方法在电信系统中最具成本效益仍有待确定。
在不断扩展的光纤通信世界中，一种尺寸并不适合所有的光纤。符合国际电信联盟G.652规范的步进式单模光纤有时被称为"标准单模"，因为它们已经被广泛使用了几十年。然而，G.652光纤已经随着需求的变化而发展，其他单模光纤已经被开发出新的用途，多模光纤已经找到了新的市场，并且出现了更多的奇异光纤。
重要光纤类型及应用指南
这些变化反映了为特定应用定制光纤的优势。室内使用的导管中需要抗弯曲的纤维。收缩纤维包层允许在电缆中使用更多的纤维数量。低水光纤可以在1270和1610nm之间以20nm为步长进行廉价的粗波分复用（WDM）。超低损耗光纤可以拉伸放大器的间距。多模分级光纤可以在短距离内传输高数据速率，削减发射机和接收机成本。
以下是重要光纤类型及其在通信中的应用指南：
渐变折射率多模光纤
梯度指数多模光纤最初是在20世纪60年代末开发的，目的是增加大芯光纤的带宽，现在主要用于短数据链路。过去使用的是LED光源，但现在大多数数据链路的速度都需要大规模生产的发射波长为800至960nm的垂直腔面发光激光器（VCSELs）。大多数分级光纤的纤芯为50μm，但一些纤芯为62.5μm的光纤仍在使用。表中列出了标准多模光纤的性能。
在实际应用中，多模数据链路只使用到550米左右，更远的距离使用单模光纤。虽然多模光纤在1310nm波段的损耗比短波长的损耗低，但廉价的VCSEL只在短波长波段大量生产。OM3和更新的标准使用VCSEL支持每秒多千兆比特的数据传输速率。
OM5标准规定，在850——953nm的两个或四个波长上，以25Gbit/s的短波分复用(SWDM)传输速率达到100Gbit/s的双工。2020年1月，IEEE工作组批准了IEEEP802.3cm400Gbit/soverMultimodeFiber标准，该标准将400Gbit/s信号在4根或8根光纤中进行分流，跨度可达100或150米，主要应用在大型数据中心内和5G网络的短距离高速链路上。
重复使用旧版光纤
数据中心安装的传统多模光纤可以重新利用，以高于表中所列的速率传输单模信号。Cailabs(法国雷恩)已经开发出一种光学器件，可以将高达99.5%的单模输入耦合到光纤的多种模式之一。他们报告说，传输速率为10Gbit/s，最高可达一公里，并正在测试100Gbit/s的速率。
二十年前安装的遗留G.652单模光纤，如果仍然是暗的或未充分使用，只需要进行最小的处理，就可以点亮使用。得益于数字信号处理和相干光传输，原本安装在一个或几个波长上传输10Gbit/s的G.652光纤可以在多达100个波长上传输相干的100Gbit/s信号，而不需要以适当的排列方式拼接不同类型的光纤来管理色散。这为传统光纤带来了新的生命，并可以为运营商节省安装新电缆的高昂费用，在城市地区安装新电缆的费用高达50万美元。
单模光纤标准
国际电联G.652单模标准的第一个版本是在1984年起草的，当时光纤通信的波长限制在1310纳米，那里的色散基本为零。它要求模场直径为8.6至9.5微米，截止波长不超过1260纳米，1310纳米处衰减不超过0.5分贝/公里，1550纳米处衰减不超过0.4分贝/公里。掺铒光纤放大器(EDFA)的发展将大部分传输转移到了1550nm窗口，但G.652光纤仍在广泛使用，当前G.652.D版本最显著的变化是将1310至1625nm处的损耗限制降低到0.4dB/km，1530至1565nm处的损耗限制降低到0.30dB/km6。
随着光纤传输的发展，其他新标准也随之而来。零色散移至1550nm的光纤的发展刺激了G.653标准的发展。最初的版本于1988年通过，要求纤芯直径为7.8至8.5微米，1500至1600纳米之间为零色散，最大色散为3.5ps/(nm-km)。一些零色散光纤仍在使用，但1550nm铒波段严重的四波混杂噪声使WDM不切实际，除非在1570——1625nmL波段使用放大器。
ITUG.654标准是为另一种基本被废弃的技术而制定的：1300nm附近零色散的海底电缆，单模截止波长转移到长达1530nm的波长。最近的变化将1530至1612nm处的最大损耗降低到0.25dB/km，因此它可以用于色散管理海底电缆的L波段传输。
WDM和色散管理的发展也导致了1996年ITUG.655非零色散位移单模光纤标准的出台.该标准规定的色散高到足以防止紧密间隔的光通道之间的非线性串扰，但低到足以允许通过混合不同色散的光纤进行色散补偿。最大单模截止波长为1450nm，最小和最大色散的单独公式规定了1460和1550nm之间的值，以及1550和1625nm之间的值，以允许通过拼接不同色散的光纤长度进行色散补偿。
另一个色散驱动的标准是G.656，2004年提供的是1460到1625nm之间低色散的单模光纤，适用于四波混杂不会成为严重问题的宽幅分离的WDM系统。后来，它被修改为用于拉曼光放大。
相干光传输采用数字信号处理进行前向纠错，避免了色散管理的需要，基本上不需要严格规定色散的标准。
弯曲损耗不敏感光纤
当光纤安装在网络的接入和传输部分的狭小空间时，弯曲损耗可能是一个重要的问题，因此ITU制定了G.657标准，定义了两类光纤的抗弯曲性能。A类涵盖了在传输和接入网中使用的G.652型光纤，它的弯曲半径可以是10或7.5mm。B类涵盖接入网中可能不符合G.652的光纤，当弯曲到7.5毫米或5毫米的半径时，具有低损耗。
弯曲损耗发生在单模光纤遇到弯曲或紧密包装的地方，如机柜、电缆管道、立管和隔板内。限制损耗的一种方法是减小模场直径，以改善对光的限制。另一种方法是嵌入一层折射率较低的玻璃，作为紧邻核心的凹陷内包层，或作为包层内的"沟槽"。其他的选择包括在纤芯中嵌入亚波长的孔或纳米结构。
1.用于降低弯曲损耗和改善导光性的光纤结构。
减薄型光纤
减少光纤的厚度可以让光纤被挤压成更小的体积，并弯曲成更小的半径，而不会引发可能导致光纤断裂的微小裂缝的形成。它还可以让更多的光纤装入电缆中。有两种选择：减少包层和覆盖在包层上的保护层，或者只减少保护层。
2.缩小包层直径如何改变10µm纤芯的单模光纤的尺寸。
标准光纤的外径为125µm，与单模光纤10µm的纤芯相比，纤芯很厚。可以将包层直径减小到80µm，这样光纤的玻璃体积就减少了2.4倍。带有塑料涂层的缩小包层光纤的外径约为170µm，而普通涂层光纤的外径为250µm。
另外，在标准的125µm包层上涂抹的涂层厚度也可以减少，因此涂覆纤维的直径只有200µm，而不是通常的250µm。
低水光纤
标准的光纤制造会留下氢的痕迹，氢在熔融硅纤维中与氧结合成羟基，在1360和1460nm之间吸收，在1383nm处有一个强峰。当光纤系统只在1310和1550nm波段工作时，这个波段可以忽略，但对于1270和1610nm之间20nm间距的廉价粗波分复用来说，这个波段就成了问题。
3.低水位和零水位峰值纤维的损耗比较（由Sterlite技术公司提供）。
已开发出将光纤中的氢气(通常称为"水")降低到两个水平的工艺。"低水"光纤通常在1383nm峰值处的损耗不高于1310nm处的损耗，通常低于0.34dB/km。目前版本的G.652.D和G.657标准都规定，1310——1625nm之间的光纤损耗应不超过0.40dB/km，低水光纤符合这一要求。标准还要求1383nm峰值处的损耗即使在老化后也要保持在0.4dB/km以下。
零水光纤可进一步降低OH的吸收，使1383nm峰值基本消失，衰减低于0.27和0.31dB/km。要达到如此低的损耗，需要用氘（重氢-2同位素）进一步加工，以阻止轻氢与玻璃中的氧结合，保持低吸收。
单模光纤的其他特殊功能
一些通信光纤提供了针对特殊情况进行优化的功能，例如拉伸放大器间距或跨越非常长的距离。
其中一个特点是扩大单模光纤的有效模式面积。虽然G.652的纤芯直径名义上是9到10微米，但它传输的单模以高斯模式扩散，因此有效模式面积更大一些--大约80nm2。如果这种光纤传输的功率很大，那么在靠近发射器或放大器的区域，功率最大的地方就会产生非线性效应。扩大有效模式面积可以降低纤芯的功率密度，减少非线性效应。改变磁芯-包层折射率差可以将有效模面积增加到100µm2以上，但这是有限制的。
大的有效模面积可以与极低的衰减相结合。例如，康宁公司（纽约州康宁市）和OFSOptics公司（佐治亚州诺克罗斯市）都提供了用于海底电缆的单模光纤，其有效模面积为125和150µm2，在1550nm处的衰减低于0.16dB/km。
还为通信系统中的端接或耦合光纤等任务制造了特殊光纤。
微结构和空芯光纤
新一代的光纤技术已经出现，基于微结构光纤，其长度上有孔。它们依靠光子晶体、光子带隙或其他结构来限制光，开辟了新的可能性。
微结构光纤具有由不同密度的微结构所产生的材料折射率差异；这些折射率差异引导或限制光。如果微结构与光纤传输的波长相比较小，它所包含的孔洞就会降低孔隙材料的平均折射率，因此它可以作为低折射率的包层，引导光通过固体或孔隙核心。
光子晶体光纤会产生光子带隙效应，阻止某些波长的光通过某些区域的传输。这种现象可用于将某些波长的光限制在一个有效面积较大的芯内，OFS光学公司在2020年10月出版的《激光聚焦世界》中对此进行了描述。网格结构作为内包层。标有"分流器"的六个六边形单元围绕着25微米的核心，将高阶模式从25微米的大核心中分流出来，使其有效地成为单模。
4.OFSOptics的中空芯光子带隙光纤的结构，该光纤在真空中以接近光速的速度传输信号（OFSOptics提供）。
虽然光子带隙光纤比传统的实芯光纤有更高的损耗，但其中空芯可以以30万公里/秒的速度传输光，而不是实芯光纤的20万公里/秒。光在中空芯中的领先时间获得了1.5微秒/公里，对于高频交易商来说，微秒意味着金钱，他们要为通过特殊电缆传输支付溢价。
2020年，南安普顿大学的衍生公司Lumenisity（英国罗姆西）推出了使用基于嵌套抗谐振无节光纤（NANF）技术的新型中空芯光纤的有线光纤。在这里，中空芯周围环绕着一层坚实的包层，其中几对嵌套的芯沿芯-包层边界运行。与光子带隙光纤相比，这种方法可以在更宽的波长范围内实现低损耗传输。在OFC2020上，南安普顿的研究人员报告说，在实芯光纤衰减的1550nm最小值处，损耗仅为0.28dB/km。
5.最小损耗为0.28dB/km的中空芯NANF光纤的结构（左）及其在1200和1700之间的衰减（蓝色）与早期最小为0.65dB/km的NANF光纤、纯硅实芯光纤（紫色）和光子带隙光纤（绿色）的衰减比较。
研究管道
另外两种新兴的实芯光纤仍在研究之中。
少模光纤的有效模态面积略高于单模工作的上限，使其只能携带少数几个模态(相比之下，传统多模光纤有数百或数千个模态)。研究人员已经证明，模分复用可以将单模信号耦合到少模光纤中的各个模式中，并在没有明显的串扰的情况下将其分离出来。
多芯光纤在其包层内嵌入了许多独立的导光芯，并将其分开以防止串扰。这样就可以实现芯分复用，每个芯传输单独的信号。
重要光纤类型及应用指南
这两种技术都已经在高数据速率下得到了证明，实验者已经成功地制造出包含多个芯的光纤，所有芯都以多种模式传输信号。这两种技术与在同一光缆中的不同光纤中或在平行线路中分别传输不同信号的不太优雅的方法一起被归类为空分复用。某种形式的空分多路复用在我们的未来，但哪种方法在电信系统中最具成本效益仍有待确定。
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