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。
上海益科循环科技推广中心张淼女士谈：可降解塑料在环境中的表现|“呦呦鹿鸣”绿会专家访谈（第二期）
中国生物多样性保护与绿色发展基金会（简称中国绿发会、绿会）于2022年3月中旬启动的《呦呦鹿鸣——绿会专家访谈》公益对话系列节目，旨在推动全球建设生态文明、共建地球生命共同体。2022年4月8日，《呦呦鹿鸣——绿会专家访谈》第二期： “可降解塑料，难题如何解？”在中国绿发会国际部成功举办。
为爱捐赠，请点击https://t.cn/E6W9xyN
本次访谈由绿会“减塑捡塑”工作组顾问杨长江主持，邀请到了深圳市零废弃环保公益事业发展中心主任、“无毒先锋”行动发起人毛达博士；北京尼傲科技有限公司首席执行官孙巍先生；上海浦东益科循环科技推广中心主任张淼女士三位嘉宾，就如何定义可降解塑料、现有可降解塑料的环境表现、如何科学管理可降解塑料等议题展开深度讨论。
本次对话以线下、线上直播的方式举行，近4000人次在线参加了此次对话。
在对话中，张淼女士针对可降解塑料在环境中的表现做了如下分析：
非常高兴能跟大家一起来探讨这个问题。益科从2018年成立到现在，一直都非常关注塑料污染的问题。在新的禁塑令出台之后，可降解塑料变得很热，我们不可避免会关注到可降解塑料的议题，事实上它一直以来都是争议比较大的。在过去将近一年的时间里面，益科对可降解塑料相关的一些问题做了系统性的梳理，在今年2月份正式发布了《可降解塑料应用效果综述》报告。
报告除了对相关的定义标准，还有政策等等做了一些梳理以外，最核心的就是通过大量查阅相关科研论文，去看一下究竟可降解塑料的环境表现是怎样的。一方面看它在不同的环境里面降解效果究竟如何，另一方面就是降解或者说破碎之后，究竟对当地的生态以及生物的影响是怎样的，是不是有一定的毒性等等的这些问题做了一个梳理。
今天可以跟大家重点去介绍一下，一个是可降解塑料在水环境里面的表现，另外一个是在土壤环境里面的表现。
在介绍之前跟大家介绍一个背景。可降解塑料是一个大的概念，里面包含不同类型的塑料。就像我们使用传统塑料来说，常用的塑料袋用的是PE，饮料瓶是PET，塑料餐盒通常是PP，都是不同种类的聚合物。可降解塑料下面也是包含不同种类的塑料。另外它们其实也涉及了不同种类的认证，我们说的时候是说可降解塑料，但现在不存在一个叫可降解塑料这样一个认证，它通常通过的是“可工业堆肥”，“可家庭堆肥”，或者说“淡水可降解”，“海水可降解”，“土壤可降解”等等不同的认证。这也就意味着其实对于不同的产品来说，它都是要在一个特定的降解条件下才能实现降解。比如说可工业堆肥的可降解塑料，它是在50~70度的高温，比较高的湿度，又有丰富的微生物的条件下，它能够实现降解，这是它的一个限定条件。但是在自然环境中可能不满足它所需要的降解条件，或者不是最适宜它降解的条件。
我们接下来先看一下可降解塑料在水环境里面的表现。我们很多人关注塑料污染，其实就是从看到一些图片，比如说搁浅的鲸鱼解剖之后胃里面都是塑料袋，或者是海豹海龟误食了塑料制品导致死亡，这样的图片给大家的冲击是很大的。这是很多人关注塑料污染的一个重要原因。
那么这些所谓的可降解塑料，进入到水体环境里面，是不是可以像我们期待的那样很快发生降解，不会对海洋生物造成影响呢？有研究去测试了不同的类型可降解塑料在实验的海水环境里面的降解速度。比如说PLA是我们最常见的一个类型的可降解塑料，我们平常见了很多，比如可降解塑料吸管基本都是PLA的。在实验条件下，25℃恒温的不管是海水还是淡水的环境下，365天它的降解率不超过0.8%。也就是说它在长达一年的时间里面，在海水和淡水里面是几乎没有发生降解的。还有PBAT在同样的条件下，365天它的降解率是低于1.8%，PCL的降解率是低于2%。另外一个比较好的叫PLGA的可降解塑料是在270天的时间长度内同样是25℃恒温的海水淡水里面，它是实现100%的降解的，但是这个时间长度非常长。另外一种叫PHA基的，在365天25℃恒温海水降解了6%，25℃的淡水中是降低了8%，比例也是非常低。即便是像这两种在水体中已经算是降解效果非常好的可降解塑料他们也需要非常长的时间才能够完全或者只是部分的降解。
我们也就可以想象，实际上这些可降解塑料进入到海水环境之中，我们并不能够期待它真的很快发生降解，不对海洋生物造成任何的伤害。
另外PHA基的可降解塑料有另外一个实验，把它放在了一个32摄氏度的海水沉积物里面去进行测试，这个的结果是比较好，在56天的时间里面实现了100%的降解。这个也就涉及到另外一个比较尴尬的点，现在是存在“海水可降解”的认证，但是“海水可降解”的认证，只模拟了一种海水条件，但实际上海洋环境是非常复杂的。比如说一个塑料袋进入到海水当中去，它有可能是漂浮在海面上，也有可能是悬浮在海水里面，也有可能进入到沉积海底的沉积物里面，而且海水深度是有可能差异非常大，也就意味着它所涉及到的自然条件、光照、含氧量、微生物的差异都非常大。所以即便说它能够通过其中一种环境的测试，但是在他进入了海洋环境之后，它所处的环境是有可能在不断变化当中的，它是不是还是能够都在不同的海洋环境之下都能够实现降解，我们需要打一个问号。
我们还关心的一个问题。很多对海洋生物造成的伤害是因为海洋生物误食了塑料制品，但他们没有办法消化，最后就导致了海洋生物的死亡。如果在海洋生物的消化系统内，它是不是能够比较快的降解？我们找到了有一篇研究是做了相关的测试，它是做了一种淀粉基的可降解塑料在海龟胃液里面的降解情况的一个测试，在49天之后只降解了3%~9%，降解的速度也是非常慢的。一旦他们被海洋生物误食，并不能说因为它是挂了一个可降解塑料的名号，真的能够减少对海洋生物的伤害。
所以这个也是为什么我们前面说到，即便这些一次性用品使用了所谓的可降解塑料，它是不是一个进步？如果它不能够避免相关导致这样的一个问题，它的意义有多大？如果最后其实进入到环境中，它又不能够很快的降解，大部分情况它是进入到焚烧厂填埋场，它是不是真的就比传统的不可降解的塑料要表现更优异？
微塑料的话题也是大家现在普遍比较关注的，近期我们还看到有报道说，在人体的血液当中、肺部里面都有发现了微塑料，可降解塑料它降解成微塑料以后对于海洋生物的影响是怎么样的，我们也找到了不同的科研论文，去看可降解塑料在碎片状或者是粉末状的时候，是对这些海洋生物有什么样的影响。
当然这方面的论文还比较少，目前看到的有，比如说PLA它有不同的论文做了对海鞘、平牡蛎还有海蚯蚓这几种生物的影响，负面影响是偏多的，比如它会降低海鞘的受精率，海蚯蚓和牡蛎它都会影响他们所处的环境的一个生态丰度，还是有一定负面影响。但是也有个别的研究，当然是其他种类的可降解塑料，增加了梭鱼增重的速度。所以可能我们就需要一个更长的时间，更多的研究去验证，究竟可降解塑料在变成微塑料后对于海洋生物究竟是有什么样的影响。
但是在我们没有一个足够的证据证明它对海洋生物是无害的前提下，我们不能够贸然的去认为可降解塑料是一个进入到海洋很快发生破碎之后，就解决了海洋塑料污染问题的一个材料。
另外除了水体之外，我们也看了一下它在土壤的环境下的降解条件。刚刚毛达老师有说过他们做的一个实验，即便是在一个湿度条件非常好的土壤环境里面，它的降解率也是很低的。
我们也看到有一篇论文它是测试了PLA、PBAT和PPDO这3种塑料在6个月内的降解率。PLA和PBAT的降解率都低于10%，PPDO要好一些，是接近60%，这个已经算是一个比较理想的状态了。但是我们如果只是把它们随意的埋在丢弃到野外，它在露天或者是被在掩埋在土壤里的这种条件，降解速度也是非常慢的。
同样在陆地上也存在这样两个问题，一个是如果被野生动物误食，像在我们青藏高原有这样的一些塑料垃圾的问题，有牦牛误食了塑料制品的话，同样会对它的生命造成威胁；另外一个对植物根系的影响。
但是相对来说，我们从数据上也可以看到说，至少在土壤环境里面，它在降解速率相比于在水环境里面还是要稍微好一点，因为相对来说是土壤环境微生物的种类各方面这些条件还是要比水环境的要好一些。
现在可降解塑料有一个很重要的应用方向是应用在农业生产上，用于农膜。农膜我不知道大家有没有见过，在农村耕地的时候有很多会在地面覆一层膜，这个膜的作用是保温保水，有一定程度上它还可以起到防虫害、减少杂草的等等这些作用，它在农业生产上增产的作用是非常显著的，所以在我们国家农膜的使用量也是很大的。
我们就从4个角度去看了一下，如果我们去使用可降解塑料来替代传统的PE塑料制造农膜的话，效果如何：一个是它的生产效果，第二个它如果残留在土壤里面，它的降解性，第三是微塑料的残留对于植物的影响，第四是里面的添加剂对植物的影响。
在增产效果上总结下来——我们在报告里面也列了非常多相关研究的一些结果，做了一个很长的列表——总结下来它还是要比不使用农膜的情况有增产的效果，但是普遍相对于传统PE塑料，它的增产效果没有那么好，比如说它在保温保水作用上效果相对没有那么好，或者是因为它过早的发生了破裂，可能在植物的生长后期，它就没有那么好的一个保温保湿效果。但是它在个别的作物上可能表现反而更好，比如说花生。花生在生长的后期是需要下针到土壤里面去，然后在土壤里结出花生来，但如果是PE塑料它太结实了，容易会影响花生下针。可降解塑料因为破裂的比较早，反而比较方便花生下针，这个是能更有利的一个角度。
在降解效果上，我们发现它绝大部分实验都是表明它如果有一定的碎片残留在土壤里面，它的降解速度还是明显的快于传统塑料的，还是一个比较觉得值得欣慰的地方。比如对于一些大田作业的地区，这些地膜人工收集是不太可能的，机械收集不可避免的会产生一些碎片残留。这种情况使用可降解塑料可能确实是更有利的。
我们又继续看了一下，它变成了微塑料之后，他是不是说对生物当地的比如作物的生长，包括土壤的一些微环境的影响。很遗憾的是发现它在变成微塑料之后，还是会对作物的生长有一定的负面的影响的。但也有一些研究是觉得它反而增加了当所在土壤的微生物的风度，让它的种类变得更丰富了，可能是有利的，我觉得也是需要更多的研究来去验证它究竟总体上是一个更好的还是说更差的影响。
还有一个角度，可降解塑料它其实跟其他塑料也一样，它同样的使用大量的添加剂，其中有一个比较重要的就是增塑剂。增塑剂其中非常常用，但是现在争议很大的一个品类叫邻苯二甲酸酯。也有不同的研究证明，这类增塑剂如果进入到土壤当中，对植物是有很多负面影响的。
所以综合下来看，可以说它同样可以起到一定的增产效果，它的降解效果也不错，但是它也同样具有影响植物生长和包括影响土壤的环境的这么一个风险。我们在最近的福建和天津的塑料污染治理方案里面都看到，虽然对整体对可降解塑料采取了一个更谨慎的态度，但是对于可降解农膜其实是一个更加鼓励希望推广态度。尤其这些省份农田面积不会很大，同时又经济效益比较高，又比较富裕的地区其实是比较倾向于使用可降解地膜来解决农田塑料污染的问题。也希望各地在推广之前能够充分的考虑到它可能带来的这些风险，而不要再犯之前推广可降解塑料同样错误，盲目去推广它，而是要把他所有的风险都能够充分考虑到。
这是我的一个分享。主持人也可以帮忙把我们报告的链接放到聊天的对话里面去，如果大家感兴趣，也可以看一下我们的完整的报告。
https://t.cn/A66m44Jv
（本文根据会议记录整理，供参考。详情可以观看绿会融媒直播回放。）
整理 | Sara
审核 | Song
责编丨青鸯
直播回放地址：
https://t.cn/A66Qhhg6
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2. 孙巍答绿会融媒观众问：肯德基、麦当劳的可降解餐具是进步吗？
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4. 谈谈“可降解塑料”之自然条件vs规定条件的降解：呦呦鹿鸣专家谈
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5. 观点：塑料标准和政策如不及时调整，企业将在国际市场遭受损失
https://t.cn/A66QFPTU
中国生物多样性保护与绿色发展基金会（简称中国绿发会、绿会）于2022年3月中旬启动的《呦呦鹿鸣——绿会专家访谈》公益对话系列节目，旨在推动全球建设生态文明、共建地球生命共同体。2022年4月8日，《呦呦鹿鸣——绿会专家访谈》第二期： “可降解塑料，难题如何解？”在中国绿发会国际部成功举办。
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本次访谈由绿会“减塑捡塑”工作组顾问杨长江主持，邀请到了深圳市零废弃环保公益事业发展中心主任、“无毒先锋”行动发起人毛达博士；北京尼傲科技有限公司首席执行官孙巍先生；上海浦东益科循环科技推广中心主任张淼女士三位嘉宾，就如何定义可降解塑料、现有可降解塑料的环境表现、如何科学管理可降解塑料等议题展开深度讨论。
本次对话以线下、线上直播的方式举行，近4000人次在线参加了此次对话。
在对话中，张淼女士针对可降解塑料在环境中的表现做了如下分析：
非常高兴能跟大家一起来探讨这个问题。益科从2018年成立到现在，一直都非常关注塑料污染的问题。在新的禁塑令出台之后，可降解塑料变得很热，我们不可避免会关注到可降解塑料的议题，事实上它一直以来都是争议比较大的。在过去将近一年的时间里面，益科对可降解塑料相关的一些问题做了系统性的梳理，在今年2月份正式发布了《可降解塑料应用效果综述》报告。
报告除了对相关的定义标准，还有政策等等做了一些梳理以外，最核心的就是通过大量查阅相关科研论文，去看一下究竟可降解塑料的环境表现是怎样的。一方面看它在不同的环境里面降解效果究竟如何，另一方面就是降解或者说破碎之后，究竟对当地的生态以及生物的影响是怎样的，是不是有一定的毒性等等的这些问题做了一个梳理。
今天可以跟大家重点去介绍一下，一个是可降解塑料在水环境里面的表现，另外一个是在土壤环境里面的表现。
在介绍之前跟大家介绍一个背景。可降解塑料是一个大的概念，里面包含不同类型的塑料。就像我们使用传统塑料来说，常用的塑料袋用的是PE，饮料瓶是PET，塑料餐盒通常是PP，都是不同种类的聚合物。可降解塑料下面也是包含不同种类的塑料。另外它们其实也涉及了不同种类的认证，我们说的时候是说可降解塑料，但现在不存在一个叫可降解塑料这样一个认证，它通常通过的是“可工业堆肥”，“可家庭堆肥”，或者说“淡水可降解”，“海水可降解”，“土壤可降解”等等不同的认证。这也就意味着其实对于不同的产品来说，它都是要在一个特定的降解条件下才能实现降解。比如说可工业堆肥的可降解塑料，它是在50~70度的高温，比较高的湿度，又有丰富的微生物的条件下，它能够实现降解，这是它的一个限定条件。但是在自然环境中可能不满足它所需要的降解条件，或者不是最适宜它降解的条件。
我们接下来先看一下可降解塑料在水环境里面的表现。我们很多人关注塑料污染，其实就是从看到一些图片，比如说搁浅的鲸鱼解剖之后胃里面都是塑料袋，或者是海豹海龟误食了塑料制品导致死亡，这样的图片给大家的冲击是很大的。这是很多人关注塑料污染的一个重要原因。
那么这些所谓的可降解塑料，进入到水体环境里面，是不是可以像我们期待的那样很快发生降解，不会对海洋生物造成影响呢？有研究去测试了不同的类型可降解塑料在实验的海水环境里面的降解速度。比如说PLA是我们最常见的一个类型的可降解塑料，我们平常见了很多，比如可降解塑料吸管基本都是PLA的。在实验条件下，25℃恒温的不管是海水还是淡水的环境下，365天它的降解率不超过0.8%。也就是说它在长达一年的时间里面，在海水和淡水里面是几乎没有发生降解的。还有PBAT在同样的条件下，365天它的降解率是低于1.8%，PCL的降解率是低于2%。另外一个比较好的叫PLGA的可降解塑料是在270天的时间长度内同样是25℃恒温的海水淡水里面，它是实现100%的降解的，但是这个时间长度非常长。另外一种叫PHA基的，在365天25℃恒温海水降解了6%，25℃的淡水中是降低了8%，比例也是非常低。即便是像这两种在水体中已经算是降解效果非常好的可降解塑料他们也需要非常长的时间才能够完全或者只是部分的降解。
我们也就可以想象，实际上这些可降解塑料进入到海水环境之中，我们并不能够期待它真的很快发生降解，不对海洋生物造成任何的伤害。
另外PHA基的可降解塑料有另外一个实验，把它放在了一个32摄氏度的海水沉积物里面去进行测试，这个的结果是比较好，在56天的时间里面实现了100%的降解。这个也就涉及到另外一个比较尴尬的点，现在是存在“海水可降解”的认证，但是“海水可降解”的认证，只模拟了一种海水条件，但实际上海洋环境是非常复杂的。比如说一个塑料袋进入到海水当中去，它有可能是漂浮在海面上，也有可能是悬浮在海水里面，也有可能进入到沉积海底的沉积物里面，而且海水深度是有可能差异非常大，也就意味着它所涉及到的自然条件、光照、含氧量、微生物的差异都非常大。所以即便说它能够通过其中一种环境的测试，但是在他进入了海洋环境之后，它所处的环境是有可能在不断变化当中的，它是不是还是能够都在不同的海洋环境之下都能够实现降解，我们需要打一个问号。
我们还关心的一个问题。很多对海洋生物造成的伤害是因为海洋生物误食了塑料制品，但他们没有办法消化，最后就导致了海洋生物的死亡。如果在海洋生物的消化系统内，它是不是能够比较快的降解？我们找到了有一篇研究是做了相关的测试，它是做了一种淀粉基的可降解塑料在海龟胃液里面的降解情况的一个测试，在49天之后只降解了3%~9%，降解的速度也是非常慢的。一旦他们被海洋生物误食，并不能说因为它是挂了一个可降解塑料的名号，真的能够减少对海洋生物的伤害。
所以这个也是为什么我们前面说到，即便这些一次性用品使用了所谓的可降解塑料，它是不是一个进步？如果它不能够避免相关导致这样的一个问题，它的意义有多大？如果最后其实进入到环境中，它又不能够很快的降解，大部分情况它是进入到焚烧厂填埋场，它是不是真的就比传统的不可降解的塑料要表现更优异？
微塑料的话题也是大家现在普遍比较关注的，近期我们还看到有报道说，在人体的血液当中、肺部里面都有发现了微塑料，可降解塑料它降解成微塑料以后对于海洋生物的影响是怎么样的，我们也找到了不同的科研论文，去看可降解塑料在碎片状或者是粉末状的时候，是对这些海洋生物有什么样的影响。
当然这方面的论文还比较少，目前看到的有，比如说PLA它有不同的论文做了对海鞘、平牡蛎还有海蚯蚓这几种生物的影响，负面影响是偏多的，比如它会降低海鞘的受精率，海蚯蚓和牡蛎它都会影响他们所处的环境的一个生态丰度，还是有一定负面影响。但是也有个别的研究，当然是其他种类的可降解塑料，增加了梭鱼增重的速度。所以可能我们就需要一个更长的时间，更多的研究去验证，究竟可降解塑料在变成微塑料后对于海洋生物究竟是有什么样的影响。
但是在我们没有一个足够的证据证明它对海洋生物是无害的前提下，我们不能够贸然的去认为可降解塑料是一个进入到海洋很快发生破碎之后，就解决了海洋塑料污染问题的一个材料。
另外除了水体之外，我们也看了一下它在土壤的环境下的降解条件。刚刚毛达老师有说过他们做的一个实验，即便是在一个湿度条件非常好的土壤环境里面，它的降解率也是很低的。
我们也看到有一篇论文它是测试了PLA、PBAT和PPDO这3种塑料在6个月内的降解率。PLA和PBAT的降解率都低于10%，PPDO要好一些，是接近60%，这个已经算是一个比较理想的状态了。但是我们如果只是把它们随意的埋在丢弃到野外，它在露天或者是被在掩埋在土壤里的这种条件，降解速度也是非常慢的。
同样在陆地上也存在这样两个问题，一个是如果被野生动物误食，像在我们青藏高原有这样的一些塑料垃圾的问题，有牦牛误食了塑料制品的话，同样会对它的生命造成威胁；另外一个对植物根系的影响。
但是相对来说，我们从数据上也可以看到说，至少在土壤环境里面，它在降解速率相比于在水环境里面还是要稍微好一点，因为相对来说是土壤环境微生物的种类各方面这些条件还是要比水环境的要好一些。
现在可降解塑料有一个很重要的应用方向是应用在农业生产上，用于农膜。农膜我不知道大家有没有见过，在农村耕地的时候有很多会在地面覆一层膜，这个膜的作用是保温保水，有一定程度上它还可以起到防虫害、减少杂草的等等这些作用，它在农业生产上增产的作用是非常显著的，所以在我们国家农膜的使用量也是很大的。
我们就从4个角度去看了一下，如果我们去使用可降解塑料来替代传统的PE塑料制造农膜的话，效果如何：一个是它的生产效果，第二个它如果残留在土壤里面，它的降解性，第三是微塑料的残留对于植物的影响，第四是里面的添加剂对植物的影响。
在增产效果上总结下来——我们在报告里面也列了非常多相关研究的一些结果，做了一个很长的列表——总结下来它还是要比不使用农膜的情况有增产的效果，但是普遍相对于传统PE塑料，它的增产效果没有那么好，比如说它在保温保水作用上效果相对没有那么好，或者是因为它过早的发生了破裂，可能在植物的生长后期，它就没有那么好的一个保温保湿效果。但是它在个别的作物上可能表现反而更好，比如说花生。花生在生长的后期是需要下针到土壤里面去，然后在土壤里结出花生来，但如果是PE塑料它太结实了，容易会影响花生下针。可降解塑料因为破裂的比较早，反而比较方便花生下针，这个是能更有利的一个角度。
在降解效果上，我们发现它绝大部分实验都是表明它如果有一定的碎片残留在土壤里面，它的降解速度还是明显的快于传统塑料的，还是一个比较觉得值得欣慰的地方。比如对于一些大田作业的地区，这些地膜人工收集是不太可能的，机械收集不可避免的会产生一些碎片残留。这种情况使用可降解塑料可能确实是更有利的。
我们又继续看了一下，它变成了微塑料之后，他是不是说对生物当地的比如作物的生长，包括土壤的一些微环境的影响。很遗憾的是发现它在变成微塑料之后，还是会对作物的生长有一定的负面的影响的。但也有一些研究是觉得它反而增加了当所在土壤的微生物的风度，让它的种类变得更丰富了，可能是有利的，我觉得也是需要更多的研究来去验证它究竟总体上是一个更好的还是说更差的影响。
还有一个角度，可降解塑料它其实跟其他塑料也一样，它同样的使用大量的添加剂，其中有一个比较重要的就是增塑剂。增塑剂其中非常常用，但是现在争议很大的一个品类叫邻苯二甲酸酯。也有不同的研究证明，这类增塑剂如果进入到土壤当中，对植物是有很多负面影响的。
所以综合下来看，可以说它同样可以起到一定的增产效果，它的降解效果也不错，但是它也同样具有影响植物生长和包括影响土壤的环境的这么一个风险。我们在最近的福建和天津的塑料污染治理方案里面都看到，虽然对整体对可降解塑料采取了一个更谨慎的态度，但是对于可降解农膜其实是一个更加鼓励希望推广态度。尤其这些省份农田面积不会很大，同时又经济效益比较高，又比较富裕的地区其实是比较倾向于使用可降解地膜来解决农田塑料污染的问题。也希望各地在推广之前能够充分的考虑到它可能带来的这些风险，而不要再犯之前推广可降解塑料同样错误，盲目去推广它，而是要把他所有的风险都能够充分考虑到。
这是我的一个分享。主持人也可以帮忙把我们报告的链接放到聊天的对话里面去，如果大家感兴趣，也可以看一下我们的完整的报告。
https://t.cn/A66m44Jv
（本文根据会议记录整理，供参考。详情可以观看绿会融媒直播回放。）
整理 | Sara
审核 | Song
责编丨青鸯
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2.
2. 孙巍答绿会融媒观众问：肯德基、麦当劳的可降解餐具是进步吗？
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3. 毛达答观众问：快餐行业用循环餐具才是真正进步｜呦呦鹿鸣绿会谈
https://t.cn/A66QFPTy
4. 谈谈“可降解塑料”之自然条件vs规定条件的降解：呦呦鹿鸣专家谈
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5. 观点：塑料标准和政策如不及时调整，企业将在国际市场遭受损失
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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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