+380 44 323 88 88
вул. Маричанська, 18,
м. Київ, Україна, 03040
Написати нам

Одномодові оптичні кабелі і волокна на мережах зв'язку

24 січня 2016

Об'ємна стаття, що описує всі типи і різновиди одномодових оптичних волокон, з параметрами відповідно до ITU-T Recom. G.65x, з графіками і рекомендаціями щодо застосування.

Одномодові оптичні кабелі і волокна на мережах зв'язку

 

Леонід Погорілий (Енергозв'язок), Юрій Нікітченко (ДЕПС)

Ось вже більше двох десятиліть оптичні кабелі (ОК) активно використовуються на мережах зв'язку різних типів. Основними елементами конструкції ОК, що забезпечують передачу інформації, є оптичні волокна. В даний час, як правило, в локальних мережах використовуються частіше багатомодові волокна, більш технологічні при монтажі, які мають прийнятну широкосмуговість. У телекомунікаційних мережах різних типів практично скрізь використовуються оптичні кабелі з одномодовими оптичними волокнами (ООВ), які являють собою саму широкосмугову систему в світі при сучасному рівні розвитку техніки.

Оскільки ООВ застосовуються в мережах з самими різними вимоги по дальності і обсягам переданої інформації, то, відповідно вони поділяються на кілька різних типів, визначених відповідними стандартами, які в останні роки підрозділили кожен ще й на кілька видів. Це пов'язано, в першу чергу, з удосконаленням технологій і вимогами як можна більш точно відповідати потребам застосовуваних на мережах рішень.

Типи одномодових оптичних волокон

Всі основні типи ООВ, їх параметри і характеристики описані в двох групах стандартів. По-перше, в стандартах Міжнародної Електротехнічної Комісії (IEC) серії IEC 60793-1, а також у Рекомендаціях Сектора Стандартизації Телекомунікацій Міжнародного Союзу Електрозв'язку (ITU-T) серії G.65х. Ми не будемо розглядати положення першої групи стандартів, тому що ООВ розглядаються там більшою мірою як електротехнічні вироби, в той час як в документах ITU-T простежується ставлення до ООВ як до напрямної системі для передачі інформації. До таких документів зокрема відносяться сьомі Рекомендації ITU-T:

G.652

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю

G.653

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю зі зміщеною дисперсією

G.654

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю зі зміщеною довжиною хвилі відсічення

G.655

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю з ненульовою зміщеною дисперсією

G.656

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю з ненульовою дисперсією для широкосмугових транспортних мереж

G.657

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю, що не чутливий до втрат на макрозгинах, для використання в мережах доступу

Кожна Рекомендація описує певний тип ООВ, фізичний зміст його параметрів і технічні вимоги до них, з урахуванням поділу на окремі види. 
У даній статті розглядаються всі стандартизовані типи та види ООВ, проводиться порівняльний аналіз їх деяких характеристик, розглядаються питання оптимального вибору волокон для конкретного застосування.

Нагадаємо, що геометричні параметри ООВ, а особливо допуски на них, значною мірою характеризують складності і можливі втрати при монтажі оптичного кабелю. Коефіцієнт загасання визначає довжину регенераційної (підсилювальної) ділянки, особливо для систем зі швидкістю передачі до 2,5 Гбіт/с. Хроматична дисперсія обмежує швидкість передачі чи довжину регенераційної ділянки (особливо для високошвидкісних систем). Довжина хвилі відсічення характеризує електродинамічний режим у волокні і, залежно від обраної довжини хвилі, втрати на вигинах. І, нарешті, поляризаційна дисперсія обмежує максимальну дальність лінії без використання регенераторів, особливо для систем зі швидкістю передачі до 2,5 Гбіт/с.
Результатом аналізу за вказаними параметрами є рекомендації по можливості використання ООВ на телекомунікаційних мережах різних типів.

Також для всіх типів ООВ наводяться спектральні характеристики основних параметрів (коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії) для наочності вибору робочого діапазону довжин хвиль. 
В  табл. 1 наведено діапазони, використовувані для передачі сигналів по одномодовим оптичним волокнам відповідно до Рекомендацій ITU-T серії G.

 Таблиця 1. Діапазони оптичного зв'язку

O

1260 ... 1360 нм

Основний (Original)

E

1360 ... 1460 нм

Розширений (Extended)

S

1460 ... 1530 нм

Короткохвильовий (Short wavelength)

C

1530 ​​... 1565 нм

Стандартний (Conventional)

L

1565 ... 1625 нм

Довгохвильовий (Long wavelegth)

U

1625 ... 1675 нм

Наддовгохвильовий (Ultra-long wavelength)

У даній статті ми також вважаємо за доцільне навести значення більшості технічних вимог прямо з Рекомендацій ITU-T, оскільки отримати доступ до них в Україні зацікавленим особам досить важко.
Для зручності сприйняття ми називатимемо ООВ тільки за номерами Рекомендацій ITU -T.

 

На всі випадки життя (волокна G.652)
Стандартні одномодові волокна (ОВ) зі східчастим профілем показника заломлення з'явилися на ринку телекомунікацій на початку 1980-х років як реальна альтернатива багатомодовим волокнам при побудові волоконно-оптичних ліній телекомунікації. Конструктивне зменшення діаметра серцевини з 50 мкм до 8-10 мкм при передачі на довжинах хвиль 1310 нм і вище, дозволяло забезпечити одномодовий режим передачі.

У цьому випадку в ОВ повністю відсутня найбільша складова дисперсії - модова дисперсія, що збільшує реальну смугу пропускання більш ніж на порядок (коефіцієнт хроматичної дисперсії становив приблизно 20 пс/(нм∙км)). Таким чином, вперше по волокну заробили системи передачі зі швидкостями 100 Мбіт/с і вище на міжстанційних міських мережах і міжміських лініях. До того ж перехід на довжини хвиль оптичних несучих 1310 нм і 1550 нм дозволяв значно зменшити загасання в волоконно-оптичних лініях зв'язку (ВОЛЗ) і збільшити довжини регенераційних ділянок до 40-50 км. У 1988 р ITU-T вперше стандартизував цей тип ОВ - Рекомендація G.652 увійшла в так звану «Синю книгу».

Подальше активне застосування одномодових ОВ в 1990-х роках визначила відносна простота технології їх виробництва, а відповідно і відносно невелика вартість, а також активна побудова транспортних мереж зв'язку в світі. Коефіцієнт загасання у більшості виробників був зменшений до 0,2-0,25 дБ/км. Останнім часом одномодові волокна стали використовуватися на довжині хвилі 1550 нм для організації систем зі спектральним ущільненням (WDM) при невеликій кількості несучих (тому що хроматична дисперсія досить велика). Розвиток таких систем змусив задуматися про можливості використання діапазону Е (1360-1460 нм), який був недоступний через пік поглинання на іонах гідроксильної групи (1383 нм). В результаті після вдосконалення технології дегідратації з'явилися одномодові волокна з так званим «згладженим водним піком» (LWP, Low Water Peak) (пунктирна лінія на рис. 1). Досить вдалим моментом є те, що для ООВ цього типу довжина хвилі відсічення (пунктирна лінія λс на  рис. 1) знаходиться поруч з основною робочою довжиною хвилі 1310 нм. У цьому випадку волокна менше чутливі до втрат через вигини та інші деформації.

Рис. 1.  Спектральні залежності коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії ООВ типу G.652

Потреба в інтегрованій передачі користувачам голосових повідомлень, відеосигналів і даних зумовило розвиток оптичних технологій на мережах доступу. Тут одномодові волокна через свою низьку вартість і широкосмуговість знайшли застосування в пасивних оптичних мережах (PON) та інших технологіях застосуваннях.

Велика пропускна здатність систем на одномодових волокнах пов'язана з їх застосуванням і використанням в локальних мережах для організації Gigabit Ethernet і 10 Gigabit Ethernet. А для кампусних ліній (з'єднання між будівлями) це найбільш вдалий тип середовища передачі, оскільки тут широкосмуговість поєднується з малим загасанням.

Таким чином, стандартні одномодові волокна (G.652) знаходять саме широке застосування на мережах зв'язку самих різних типів через свою технологічність, невисоку вартість, придатність для роботи у всіх спектральних діапазонах, як з системами спектрального ущільнення, так і без них.

Остання редакція Рекомендації G.652 (2005 г.) містить параметри і характеристики чотирьох типів одномодових ОВ, які відрізняються за властивостями і, відповідно, за призначенням (табл. 2). Зокрема волокна типів G.652C і G.652D якраз мають «згладжений водний пік».

Сучасні одномодові ОВ мають зазвичай коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 2-3,5 пс/(нм ∙ км) на довжині хвилі 1310 нм і 17-18 пс/(нм ∙ км) на довжині хвилі 1310 нм, а також коефіцієнт загасання відповідно 0,32-0,38 дБ/км (1310 нм) і 0,17-0,25 дБ/км (1550 нм).

 Таблиця 2.  Параметри (характеристики) ООВ типу G.652


Параметр (характеристика)

Тип волокна, відповідно до Рекомендацій ITU-T

G.652A

G.652B

G.652C

G.652D

Діаметр модової плями, нм
(на довжині хвилі 1310 нм)

8,6 ... 9,5 ± 0,6

8,6 ... 9,5 ± 0,6

8,6 ... 9,5 ± 0,6

8,6 ... 9,5 ± 0,6

Діаметр оболонки, мкм

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

Максимальний ексцентриситет серцевини/оболонки, мкм

0,6

0,6

0,6

0,6

Максимальна некруглість оболонки,%

1,0

1,0

1,0

1,0

Максимальна довжина хвилі зрізу ОВ в кабелі, мкм

1260

1260

1260

1260

Максимальні втрати на макрозгині (100 витків радіусом 30 мм), дБ, на довжині хвилі:
1550 нм;
1625 нм


0,1
-


-
0,1


-
0,1


-
0,1

Мінімальне перевірочне навантаження на розрив, ГПа

0,69

0,69

0,69

0,69

Довжина хвилі нульової дисперсії, мкм

1300-1324

1300-1324

1300-1324

1300-1324

Нахил хроматичної дисперсії поблизу нульового значення, пс/(нм2 × км)

0,092

0,092

0,092

0,092

Максимальний коефіцієнт загасання, дБ/км,
в діапазоні довжин хвиль:
1310 нм;
1310 ... 1625 нм;
1383 нм;
1550 нм;
1625 нм



0,5
-
-
0,4 ​​
-



0,4 ​​
-
-
0,35
0,4 ​​



-
0,4
0,4
0,3
0,4



-
0,4
0,4
0,3
0,4

Максимальний коефіцієнт PMD, пс/км1/2

0,50

0,20

0,50

0,20

Відмінність у застосуванні волокон G.652 різних видів розглянуто нижче.

Волокна G.652A знаходять зараз саме широке застосування. Вони призначені для роботи у складі ОК на транспортних мережах зв'язку для підтримки систем передачі SDH до STM-16 (2,5 Гбіт/с), обмежено STM-64 (10 Гбіт/с) і STM-256 (40 Гбіт/с) для внутрішньостанційних з'єднань. Крім того, завдяки невисокій вартості, вони активно використовуються при побудові оптичних мереж доступу, наприклад PON при швидкості передачі до 2,5 Гбіт/с, а також у локальних мережах для підтримки Gigabit Ethernet і 10 Gigabit Ethernet для внутрішніх і кампусних (до 40 км) ліній.

Волокна G.652B мають менший коефіцієнт загасання і коефіцієнт поляризаційної дисперсії, що дозволяє використовувати їх для підтримки на транспортних мережах більш високошвидкісних систем передачі - до STM-64 (10 Гбіт/с) і STM-256 (40 Гбіт/с) для внутрішньостанційних і міжмережевих інтерфейсів. Також можливе використання в системах з WDM для передачі потоків до STM-64 (10 Гбіт/с) при обмеженому числі несучих в діапазоні довжин хвиль 1550 нм (діапазон C).

Волокна G.652C аналогічні G.652A, однак мають пригнічений водний пік на 1383 нм, що дозволяє використовувати їх не лише для всіх зазначених застосувань, але ще й в діапазоні Е (1360-1460 нм).

Волокна G.652D аналогічні G.652В, але мають пригнічений водний пік на 1383 нм і можуть використовуватися в діапазоні Е (1360-1460 нм), а системи WDM - в розширеному діапазоні довжин хвиль 1360-1565 нм (діапазони E, S, C).

Максимум дальності і широкосмуговості (волокна G.653)
Практика використання ОК з одномодовими волокнами в 1980-х роках показала неоптимальність роботи в другому (1310 нм) і третьому (1550 нм) «вікні прозорості» (оптичному діапазоні). На довжині хвилі 1310 нм ООВ мали мінімальну дисперсію, а отже і максимальну пропускну здатність, в той час як на довжині хвилі 1550 нм - мінімальний коефіцієнт загасання, а отже, максимальну довжину регенераційної ділянки ВОЛЗ. Тому були розроблені волокна з більш складними профілями показника заломлення (трикутний, трапецієподібний т.ін.), що дозволяють змістити спектральну характеристику дисперсії таким чином, щоб її мінімальне значення знаходилося в діапазоні 1550 нм. Використовуючи такі ООВ «зі зміщеною дисперсією» (DSF), можна було забезпечити максимальну широкосмуговість і дальність зв'язку в одному «вікні прозорості».

Цей тип волокон був стандартизований ITU-T вперше у 1988р. Своє поширення вони одержали в основному на північноамериканських магістральних мережах великої протяжності. У європейських країнах, де немає великої потреби в великих ділянках, такі ООВ майже не застосовувалися через більш високу вартість внаслідок більшої складності виготовлення.
Останнім часом, з впровадженням систем WDM, виникла проблема їх використання з волокнами типу G.653. Виявилося, що у відсутності дисперсії в діапазоні С практично неможливе спектральне ущільнення через сильний вплив нелінійних ефектів. У якійсь мірі вихід був знайдений в застосуванні систем WDM з нерівномірним кроком несучих, що не відповідають стандартній сітці частот (Рекомендація ITU-T G.694 та інші).

Остання версія Рекомендації G.653 (2006 г.) розглядає два види одномодових ОВ цього типу (табл. 3). Пізніша розробка G.653В, зокрема, містить не просто фіксоване значення коефіцієнта хроматичної дисперсії, а дві обмежуючі криві (рис. 2).

Сучасні одномодові ОВ мають зазвичай коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 2 ... 3,5 пс/(нм ∙ км), а коефіцієнт загасання 0,19 ... 0,25 дБ/км на довжині хвилі 1550 нм. Незважаючи на свою високу вартість, вони продовжують залишатися хорошим засобом побудови ділянок мереж великої тривалості для передачі великих обсягів інформації.

Таблиця 3.  Параметри (характеристики) ООВ типу G.653


Параметр (характеристика)

Тип волокна, відповідно до Рекомендацій ITU-T

G.653A

G.653B

Діаметр модової плями, нм
(на довжині хвилі 1550 нм)

7,8 ... 8,5 ± 0,8

7,8 ... 8,5 ± 0,6

Діаметр оболонки, мкм

125 ± 1

125 ± 1

Максимальний ексцентриситет серцевини/оболонки, мкм

0,8

0,6

Максимальна некруглість оболонки,%

2,0

1,0

Максимальна довжина хвилі зрізу ОВ в кабелі, мкм

1270

1270

Максимальні втрати на макрозгині (100 витків радіусом 30 мм), дБ,
на довжині хвилі 1550 нм

0,5

0,1

Мінімальне перевірочне навантаження на розрив, ГПа

0,69

0,69

Довжина хвилі нульової дисперсії, мкм

1500 - 1600

-

Максимальний коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(нм × км),
в діапазоні довжин хвиль
1525-1575 нм
1460-1525 нм
1525-1625 нм
1460-1575 нм
1575-1625 нм



3,5




- 9 ...- 3,5
-3,5 ... + 1,7
-1,9 ... + 3,5
+3,5 ... + 7,8

Нахил хроматичної дисперсії поблизу нульового значення, пс/(нм2 × км)

0,085

-

Максимальний коефіцієнт загасання, дБ/км,
в діапазоні довжин хвиль 1550 нм

0,35

0,35

Максимальний коефіцієнт PMD, пс/Öкм

0,50

0,20

Волокна G.653A зазвичай знаходять своє застосування на транспортних мережах зв'язку на ділянках з великою протяжністю для підтримки систем передачі SDH до STM-64 (10 Гбіт/с) і STM-256 (40 Гбіт/с) для внутрішньостанційних з'єднань. Також можливе їх використання в системах з WDM для передачі потоків до STM-64 (10 Гбіт/с) з нерівномірним розносом несучих для роботи в діапазоні довжин хвиль 1550 нм (діапазон C).

Волокна G.653B аналогічні G.652A, однак, за рахунок зменшеної поляризаційної дисперсії, можуть застосовуватися і для систем STM-256 (40 Гбіт/с) для ВОЛЗ протяжністю більше 400 км. Оскільки для таких волокон коефіцієнт хроматичної дисперсії стандартизований в діапазоні довжин хвиль від 1460 нм до 1625 нм, то можливе використання систем CWDM в розширеному діапазоні S-C-L.

 

Рис. 2. Спектральні залежності коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії ООВ типу G.653

 

Через моря й океани (волокна G.654)
Поява цього типу волокон зв'язна з прокладкою перших морських і трансокеанських ВОЛЗ в середині 1980-х років. У таких лініях вимагалося, в першу чергу, забезпечити дуже великі довжини регенераційних ділянок, тобто мінімізувати коефіцієнт загасання. Для цього в якості серцевини використовувався не легований оксидом германію кварц (як це робиться у волокнах G.652), а чистий кварц. А необхідна різниця показників заломлення серцевини і оболонки забезпечувалася додаванням фтору в кварцовий матеріал оболонки ООВ. Характерно, що дисперсія при цьому не мінімізувалася в діапазоні 1550 нм (як у волокнах G.653). Це пов'язано з тим, що, по-перше, не було сенсу застосовувати на довгих лініях дорогі волокна, а по-друге, не було потреби в передачі по океанських кабелях надшвидкісних потоків.

Вперше ITU-T підготував Рекомендацію G.654 за цим типом ООВ ще в 1988 р. Тоді вона називалася «Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю з загасанням, мінімізованим на довжині хвилі 1550 нм»

Ще однією особливістю волокон G.654 є зміщення довжини хвилі відсічення ближче до несучої 1550 нм, а саме в 1530 нм. Це забезпечує більш сприятливий електродинамічний режим, при якому найбільша частина переданої енергії зосереджується в надчистій кварцовій серцевині. У всякому разі, з 2000 р. у назві Рекомендації G.654 замість мінімізації загасання стала згадуватися зміщена довжина хвилі відсічення (CSF).

З початком впровадження систем зі спектральним ущільненням, виявилося, що волокна G.654 досить добре дозволяють модернізувати системи з однією несучою до систем з WDM, оскільки мають в діапазоні 1550 нм досить велику дисперсію, при малому її нахилі, і не дуже «бояться» нелінійних ефектів. Тим не менш, хроматична дисперсія в ОК на таких волокнах завелика для передачі без її компенсації потоків 10 Гбіт/с і вище на окремих несучих. Ще одним обмеженням є неможливість використання в системах WDM на волокнах G.654 спектральних діапазонів O, E і S через занадто високу довжину хвилі відсічення.

В даний час такі ООВ досить активно використовуються в океанських і морських (рідше протяжних наземних) ВОЛЗ, як з оптичними підсилювачами і регенераторами, так і без них, як з системами WDM (при невеликій кількості несучих), так і без них. Можливо, в перспективі для розширення можливостей WDM з волокнами цього типу буде задіяний діапазон U.
Остання редакція Рекомендації G.654 (2006 р.) містить параметри і характеристики трьох різних типів одномодових ОВ (табл. 4).

Сучасні одномодові ОВ зі зміщеною довжиною хвилі відсічення зазвичай мають на довжині хвилі 1550 нм коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 18 ... 20 пс/(нм ∙ км) і коефіцієнт загасання 0,16 ... 0,18 дБ/км.

 

Таблиця 4.  Параметри (характеристики) ООВ типу G.654


Параметр (характеристика)

Тип волокна, відповідно до Рекомендацій ITU-T

G.654A

G.654B

G.654C

Діаметр модової плями, нм
(на довжині хвилі 1310 нм)

9,5 ... 10,5
± 0,7

9,5 ... 13,0
± 0,7

9,5 ... 10,5
± 0,7

Діаметр оболонки, мкм

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

Максимальний ексцентриситет серцевини/оболонки, мкм

0,8

0,8

0,6

Максимальна некруглість оболонки,%

2,0

2,0

2,0

Максимальна довжина хвилі зрізу ОВ в кабелі, мкм

1530 ​​

1530 ​​

1530 ​​

Максимальні втрати на макрозгині (100 витків радіусом 30 мм), дБ,
на довжині хвилі 1625 нм

0,5

0,5

0,5

Мінімальне перевірочне навантаження на розрив, ГПа

0,69

0,69

0,69

Максимальний коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(нм × км),
в діапазоні довжин хвиль 1550 нм

20

22

20

Нахил хроматичної дисперсії поблизу нульового значення, пс/(нм2 × км)

0,07

0,07

0,07

Максимальний коефіцієнт загасання, дБ/км,
в діапазоні довжин хвиль 1550 нм

0,22

0,22

0,22

Максимальний коефіцієнт PMD, пс/Öкм

0,50

0,20

0,20

Волокна G.654A знаходять застосування, в першу чергу, в підводних ОК для передачі по морським і трансокеанським лініям потоків до STM-16 (2,5 Гбіт/с) або до STM-64 (10 Гбіт/с) з обмеженням довжини по хроматичній дисперсії. Також вони можуть застосовуватися в системах з WDM в діапазонах С і L.

Волокна G.654B мають такі ж параметри, а відповідно і можливості застосування, як і G.654A. Однак, більший діаметр модового поля припускає більші можливості для їх використання спільно з підводними оптичними підсилювачами. Крім того, більш жорсткі вимоги до поляризаційної дисперсії дозволяють використовувати ці волокна для передачі потоків до STM-64 (10 Гбіт/с) або STM-256 (40 Гбіт/с) і на великі відстані, за умови компенсації хроматичної дисперсії.

Волокна G.654C аналогічні G.654A, однак більш жорсткі вимоги до поляризаційної дисперсії дозволяють використовувати їх для передачі потоків з більшою швидкістю (до 40 Гбіт/с) і на великі відстані, за умови компенсації хроматичної дисперсії.

Рис. 3.  Спектральні залежності коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії ООВ типу G.654

 

Впроваджуємо системи спектрального ущільнення (волокна G.655)

Поява цього специфічного типу одномодових волокон в 1990-х роках безпосередньо пов'язана з розвитком систем спектрального мультиплексування. Використання декількох несучих і, відповідно, збільшення щільності потужності в серцевині волокна призвело до прояву при передачі декількох нелінійних ефектів (чотирьоххвильове зміщення, перехресна фазова модуляція, розсіювання Рамана, розсіювання Бріллюена т.ін.). Найбільше їх вплив виникає в ООВ при значеннях дисперсії, близьких до нуля. Тому були розроблені оптичні волокна, оптимізовані для роботи у «вікні прозорості» 1550 нм в системах з WDM. На цій довжині хвилі такі волокна мають невелику (для підтримки високошвидкісних додатків), але відмінну від нуля хроматичну дисперсію. Причому знак коефіцієнта хроматичної дисперсії не має особливого значення.

Реалізувати конструкцію такого волокна - завдання досить непросте. Використовуються складні профілі показника заломлення (трикутний на п'єдесталі з депресованою оболонкою т.ін.). Зараз лише декілька провідних виробників у світі стабільно випускають волокна з ненульовою зміщеною дисперсією (NZDSF). Відповідно високою залишається і їх вартість. Однак можливість організації роботи декількох несучих по одному ООВ досить швидко окупає такі витрати.

У 1996 р ITU-T вперше стандартизував цей тип ОВ. До 2000 р. в межах Рекомендації були виділені три різні види волокон G.655 - G.655A, G.655B, G.655C, що відрізняються коефіцієнтом хроматичної дисперсії (від 1 до 6 пс/(нм ∙ км) і до 10 пс/(нм ∙ км)) і коефіцієнтом поляризаційної дисперсії. Остання версія Рекомендації G.655 визначає ще два види волокон - G.655D і G.655E, які мають стандартну хроматичну дисперсію також в діапазонах S і L (табл. 5).

В останнє десятиліття даний тип ООВ дуже активно використовується в ОК при побудові транспортних мереж різних рівнів з використанням систем спектрального ущільнення. Волокна з ненульовою зміщеною дисперсією найкраще підходять для роботи систем щільного хвильового мультиплексування (DWDM) в діапазоні C (1530-1565 нм) з оптичними підсилювачами. Можливе збільшення числа несучих DWDM за рахунок діапазонів S і L. Також можлива робота систем розрідженого хвильового мультиплексування (CWDM) у всьому діапазоні 1460-1625 нм. 

Практично всі нові кабельні лінії мають у своєму складі хоча б кілька волокон типу G.655 для майбутнього розвитку.
Сучасні одномодові ОВ мають зазвичай в діапазоні С позитивний або негативний коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 1 ... 10 пс/(нм ∙ км), а також коефіцієнт загасання порядку 0,2 ... 0,25 дБ/км (на 1550 нм).


Таблиця 5.  Параметри (характеристики) ООВ типу G.655


Параметр (характеристика)

Тип волокна, відповідно до Рекомендацій ITU-T

G.655A

G.655B

G.655C

G.655D

G.655E

Діаметр модової плями, нм
(на довжині хвилі 1310 нм)

8,0 ... 11,0
± 0,7

8,0 ... 11,0
± 0,7

8,0 ... 11,0
± 0,7

8,0 ... 11,0
± 0,6

8,0 ... 11,0
± 0,6

Діаметр оболонки, мкм

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

125 ± 1

Максимальний ексцентриситет серцевини/оболонки, мкм

0,8

0,8

0,8

0,6

0,6

Максимальна некруглість оболонки,%

2,0

2,0

2,0

1,0

1,0

Максимальна довжина хвилі зрізу ОВ в кабелі, мкм

1450

1450

1450

1450

1450

Максимальні втрати на макрозгині (100 витків радіусом 30 мм), дБ, на довжині хвилі 1625 нм

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Мінімальне перевірочне навантаження на розрив, ГПа

0,69

0,69

0,69

0,69

0,69

Максимальний коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(нм × км), в діапазоні довжин хвиль
- 1530-1565 нм;
- 1460-1550 нм;
- 1550-1625 нм


+/- (0,1 ... 6)


+/- (1 ... 10)
Dmax  -  Dmin ≤5


+/- (1 ... 10)
Dmax - Dmin ≤5


-4,2...+6,2
+2,8...+11,3


+0,2...+ 5,8
+4,7...+13,4

Максимальний коефіцієнт загасання, дБ/км,
в діапазоні довжин хвиль:

1550 нм;
1625 нм

 


0,35
0,4 ​​




0,35
0,4 ​​




0,35
0,4 ​​




0,35
0,4 ​​




0,35
0,4 ​​

Максимальний коефіцієнт PMD, пс/км1/2

0,20

0,50

0,20

0,20

0,20

Відмінність у застосуванні волокон G.655 різних видів розглянуто нижче.

Волокна G.655A рекомендується застосовувати на транспортних мережах зв'язку в системах з WDM STM-64 (10 Гбіт/с) і STM-256 (40 Гбіт/с) при обмеженій введеній потужності (невеликому числі несучих) і канальному інтервалі 200 ГГц в діапазоні довжин хвиль 1530-1564 нм (С).

Волокна G.655B також можуть застосовуватися на транспортних мережах зв'язку в системах з WDM. Але через більш високу поляризаційну дисперсію граничним вважається їх використання для передачі потоків STM-64 (10 Гбіт/с) на відстань до 400 км. При цьому допускається більша потужність, ніж для G.655A, і більш щільне розташування оптичних несучих (канальний інтервал - 100 ГГц) в діапазоні довжин хвиль 1530-1564 нм (С).

Волокна G.655С аналогічні G.655В, однак, за рахунок зменшеної поляризаційної дисперсії можуть застосовуватися для передачі потоків STM-64 (10 Гбіт/с) на відстань більше 400 км і для роботи STM-256 (40 Гбіт/с).

Волокна G.655D також можуть застосовуватися на транспортних мережах зв'язку в системах з WDM в додаток до зазначених волокон G.655С, але в розширеному діапазоні довжин хвиль 1460-1625 нм (S-C-L). Крім того, можлива робота систем CWDM на несучих від 1471 нм і вище.

Волокна G.655E призначені для застосування аналогічно до G.655D, більш високі значення коефіцієнта хроматичної дисперсії дозволяють їх використовувати в системах DWDM з найменшим рознесенням каналів.

Рис. 4.  Спектральні залежності коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії ООВ типу G.655

Збільшуємо широкосмуговість транспортних мереж (волокна G.656)

На початку 2000-х років тривало вдосконалення систем спектрального мультиплексування, особливо щільного DWDM. Роботи з нарощування каналів тривали в двох напрямках. По-перше, за рахунок розширення використаного спектрального діапазону, хоча цьому перешкоджала нерівномірність коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії на різних довжинах хвиль. А по-друге, за рахунок більш щільного розташування оптичних несучих (звуження канального інтервалу). Цьому перешкоджала недосконалість активних (лазерів) і пасивних (фільтрів, мультиплексорів/демультіплексорів т.ін.) компонентів. Проте постійний прогрес технологій зумовив необхідність розробки одномодових волокон, максимально оптимізованих саме для робіт систем DWDM з найменшими канальними інтервалами (100 ГГц і менше).

Такі ООВ були створені і вперше стандартизовані ITU-T в 2004 р. на основі схожих за параметрами волокон G.655E. Їх відрізняв дещо менший діаметр модового поля, більше позитивне значення коефіцієнта хроматичної дисперсії на довжині хвилі 1550 нм і специфікація не тільки дисперсії, але і коефіцієнта загасання в розширеному діапазоні довжин хвиль 1460-1625 нм (S-C-L).

Незважаючи на відносну складність технології і, відповідно, немалу вартість, волокна з ненульовою дисперсією для широкосмугових транспортних мереж (NZDSF-WTN) знаходять своє застосування на транспортних мережах різного призначення і протяжності. Виграш цих волокон в їхній «масштабованості». У значній частині спектра специфіковані основні характеристики, які дозволяють застосовувати їх як в CWDM, так і в DWDM, тобто нарощувати пропускну здатність мережі за потребою.

Остання редакція Рекомендації G.656 (2006 р.) містить всього одну модифікацію цього типу ООВ (табл. 6). Імовірна подальша модифікація волокон цього типу за рахунок появи додаткових видів, можливо, з розширенням в діапазон Е.

Сучасні ООВ G.656 мають зазвичай в розширеному діапазоні S-C-L позитивний коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 1 ... 14 пс/(нм ∙ км), а також коефіцієнт загасання порядку 0,2 ... 0,25 дБ/км (діапазон С) і 0,25 ... 0,3 дБ/км (в діапазонах S і L).

 

Таблиця 6.  Параметри (характеристики) ООВ типу G.656


Параметр (характеристика)

Тип волокна, відповідно до Рекомендацій ITU-T G.656

Діаметр модової плями, нм (на довжині хвилі 1310 нм)

7,0 ... 11,0 ± 0,7

Діаметр оболонки, мкм

125 ± 1

Максимальний ексцентриситет серцевини/оболонки, мкм

0,8

Максимальна некруглість оболонки, %

2,0

Максимальна довжина хвилі зрізу ОВ в кабелі, мкм

1450

Максимальні втрати на макрозгині (100 витків радіусом 30 мм), дБ, на довжині хвилі 1625 нм

0,5

Мінімальне перевірочне навантаження на розрив, ГПа

0,69

Максимальний коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(нм × км), в діапазоні довжин хвиль

- 1460-1550 нм;

 

Следите за последними новостями компании DEPS и телекоммуникационного рынка на нашем Telegram канале: Telegram

0 SELECT i.id iid, i.name, i.elements img, i.`publish_up` AS modified, c.id cid FROM `vjprf_zoo_item` i LEFT JOIN `vjprf_zoo_tag`t ON t.`item_id` = i.`id` LEFT JOIN `vjprf_zoo_category_item` ci ON ci.`item_id` = i.`id` LEFT JOIN `vjprf_zoo_category`c ON ci.`category_id`=c.`id` WHERE t.`name` IN ('') AND i.`id`<>63018 AND c.id >0 AND i.`type`='article' AND c.`parent` = 7169 GROUP BY i.`id` ORDER BY `publish_up` DESC LIMIT 0,3
Схожі матеріали
  • Каталог товарів
  • Системна інтеграція
  • Сервіс-центр
  • Послуги
  • Акції