Одномодові оптичні кабелі і волокна на мережах зв'язку

Л

еонід ПОГОРІЛИЙ, Юрій НІКІТЧЕНКО

В від вже понад два десятиліття 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 в локальних мережах найчастіше використовують багатомодові волокна, більш технологічні при монтажі і мають прийнятну широкополосность. У телекомунікаційних же мережах різних типів практично скрізь застосовуються кабелі з одномодовими оптичними волокнами (ООВ). На сучасному етапі розвитку техніки вони являють собою саму широкосмуговий систему в світі.

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 в Рекомендаціях Сектора стандартизації Телекомунікацій Міжнародного Союзу Електрозв'язку (ITU-T) серії G.65х. Ми не будемо розглядати положення першої групи стандартів, оскільки ООВ розглядаються там переважно як електротехнічні вироби, в той час як в документах ITU-T простежується ставлення до ООВ як до направляючої системі для передачі інформації. До таких документів, зокрема, відносяться сім Рекомендацій ITU-T.

Кожна Рекомендація описує певний тип ООВ, фізичний зміст його параметрів і технічні вимоги до них, з урахуванням підрозділу на окремі види.

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 ненульовий зміщеною дисперсією

G.656

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю з ненульовий ісперсіей для широкосмугових транспортних мереж

G.657

Характеристики одномодового оптичного волокна і кабелю, що не чутливого до втрат на макро-вигинах, для використання в мережах доступу

У цій статті ми розглянемо всі стандартизовані типи і види ООВ і проведемо порівняльний аналіз їх деяких характеристик, а також обговоримо питання оптимального вибору волокон для конкретного застосування.

Відзначимо, що в значній мірі можливі втрати і складності при монтажі оптичного кабелю обумовлюють саме геометричні параметри ООВ (особливо допуски на них). Нагадаємо головні характеристики.

Коефіцієнт загасання визначає довжину регенераційної (підсилювального) ділянки, особливо для систем зі швидкістю передачі до 2,5 Гбіт / с. Хроматична дисперсія обмежує швидкість передачі або довжину регенераційної ділянки (для високошвидкісних систем). Довжина хвилі відсічення характеризує електродинамічний режим в волокні і, в залежності від обраної довжини хвилі, втрати на вигинах. Нарешті, поляризаційна дисперсія обмежує максимальну дальність лінії без використання регенераторів, особливо для систем зі швидкістю передачі до 2,5 Гбіт / с.

В результаті аналізу зазначених параметрів ми виробили рекомендації щодо можливості використання ООВ на телекомунікаційних мережах різних типів.

А для наочності вибору робочого діапазону довжин хвиль для всіх типів ООВ наводимо спектральні характеристики основних параметрів (коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії).

Але перш в табл. 1 представимо діапазони, використовувані для передачі сигналів по одномодовим оптичним волокнам відповідно до Рекомендацій ITU-T серії G, а також їх скорочені позначення.

Ми також вважаємо за доцільне привести значення більшості технічних вимог прямо з Рекомендацій ITU-T, оскільки отримати доступ до них в Україні досить важко.

На всі випадки життя (волокна G.652)

Стандартні одномодові волокна (SM) із ступінчастим 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.

В цьому випадку в оптичних волокнах повністю відсутня найбільша складова дисперсії - модів дисперсія, що збільшує реальну смугу пропускання більш ніж на порядок (коефіцієнт хроматичної дисперсії становив приблизно 20 пс / (нм · км) *)). Таким чином, вперше за 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 затухання 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 OОВ - Рекомендація G.652 увійшла в так звану Синю книгу.

______________________________________________________________

*) Одиниця виміру хроматичної дисперсії пс / (нм · км) показує,

на скільки пикосекунд розширюється імпульс при проходженні 1 км

лінії і ширині спектра джерела випромінювання 1 нанометр.

Подальше активне застосування одномодових волокон в 1990-х роках зумовила відносна простота технології їх виробництва, а, відповідно, і відносно невисока вартість, а також активну побудову 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 використовувати на довжині хвилі 1550 нм для організації систем зі спектральним ущільненням (WDM) при невеликій кількості несучих (оскільки хроматична дисперсія досить велика). Розвиток таких систем змусило задуматися про можливості використання діапазону Е (1360-1460 нм), який був недоступний через пік поглинання на іони гідроксильної групи (1383 нм). В результат е, після вдосконалення технології дегідратації, з'явилися одномодові волокна з так званим плавним 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) знаходиться поруч з основною робочою довжиною хвилі 1310 нм. В цьому випадку волокна менш чутливі до втрат внаслідок вигинів та інших деформацій.

Потреба в інтегрованої передачі користувачам голосових повідомлень, відеосигналів і даних дала поштовх активному розвитку оптичних технологій на мережах доступу. Тут одномодові волокна через свою низьку вартість і широкополосности знайшли застосування в пасивних оптичних мережах (PON) та інших технологіях.

Велика пропускна здатність систем на одномодових волокнах зумовила їх використання в локальних мережах для організації Gigabit Ethernet і 10 Gigabit Ethernet. А для кампусних ліній (що з'єднують будівлі). Це найбільш вдалий тип середовища передачі, адже тут широкополосность поєднується з малим загасанням.

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

Остання редакція Рекомендації G.652 (2005 рік) містить параметри і характеристики чотирьох типів одномодових ОВ, кілька різних за властивостями і, відповідно, за призначенням ( табл. 2 ). Зокрема, для волокон типів G.652C і G.652D якраз характерний «згладжений водний пік».

Сучасні одномодові ОВ зазвичай мають коефіцієнт хроматичної дисперсії порядку 2-3,5пс / (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).

Відмінності в застосуванні волокон G.652 чотирьох видів розглянуті нижче.

Волокна G.652A знаходять зараз найширше застосування. Вони призначені для роботи в 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, їх активно використовують для побудови оптичних мереж доступу, наприклад PON при швидкості передачі до 2,5 Гбіт / с, а також в локальних мережах для підтримки Gigabit Ethernet і 10 Gigabit Ethernet для внутрішніх і кампусних (до 40 км ) ліній.

Волокна G.652B відрізняються більш низькими коефіцієнтами загасання і поляризаційної дисперсії, що дозволяє використовувати їх 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 увазі G.652A, проте мають пригнічений водний пік на 1383 нм, завдяки чому їх можна використовувати, крім всіх зазначених застосувань, ще й в діапазоні Е (1360- 1460 нм).

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

Максимум дальності і широкополосности (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 і, як результат, максимальну довжину регенераційної ділянки ВОЛЗ. Тому були розроблені волокна з більш складними профілями показника заломлення (трикутний, трапецієподібний і ін.), Що дозволяють змістити спектральну характеристику дисперсії таким чином, щоб її мінімальне значення знаходилося в діапазоні 1550 нм. Використовуючи подібні ООВ зі зміщеною дисперсією (DSF), можна було забезпечити максимальну широкополосность і дальність зв'язку в одному «вікні прозорості».

Цей тип волокон був стандартизований ITU-T вперше в 1988 р Своє поширення вони отримали в основному на північноамериканських магістральних мережах великої протяжності. У європейських країнах, де немає особливої ​​потреби в таких масштабах, ці ООВ майже не застосовувалися через явно більш високу вартість внаслідок складності виготовлення.

Останнім часом, у зв'язку з впровадженням систем WDM, виникла проблема їх використання з волокнами типу G.653. Виявилося, що при відсутності дисперсії в діапазоні С практично неможливо досягти спектрального ущільнення через сильного впливу нелінійних ефектів. В якійсь мірі вихід був знайдений: системи WDM з нерівномірним кроком несучих, що не відповідає стандартній сітці частот (Рекомендація ITU-T G.694 і 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 ще й дві обмежують криві (рис. 2).

Сучасні одномодові ОВ мають зазвичай коефіцієнт хроматичної дисперсії близько 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 значної протяжності для передачі великих обсягів інформації.

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 можливо їх використання в системах з WDM для передачі потоків до STM-64 (10 Гбіт / с) з нерівномірним рознесенням несучих для роботи в діапазоні довжин хвиль поблизу значення 1550 нм (діапазон C).

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

Через моря і океани (волокна G.654)

Поява цього типу волокон пов'язане з прокладкою перших морських і трансокеанських ВОЛЗ в середині 1980-х років. У таких лініях потрібно, 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 в 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 районі 1550 нм (як у волокнах G.653). Це пов'язано з тим, що не було сенсу застосовувати на довгих лініях дорогі волокна, та й потреби в передачі по океанських кабелям надшвидкісних потоків теж особливої ​​не було.

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

Ще однією особливістю волокон G.654 є зміщення довжини хвилі відсічення ближче до несучої 1550 нм, а саме на значенні 1530 нм (рис. 3). Це забезпечує більш сприятливий електродинамічний режим, при якому найбільша частина енергії, що передається зосереджується в надчистої кварцовою серцевині. У всякому разі, з 2000 р в назві Рекомендації G.654 замість мінімізації загасання стала фігурувати зміщена довжина хвилі відсічення (CSF).

З початком впровадження систем зі спектральним ущільненням виявилося, що волокна G.654 досить легко дозволяють модернізувати системи з однієї несучої до систем з WDM. Адже в діапазоні 1550 нм вони мають досить велику дисперсію при малому нахилі кривої, і не дуже побоюються нелінійних ефектів. Проте, 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 великої довжини хвилі відсічення.

В даний час розглядаються 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 г.) 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 близько 18 ... 20 пс / (нм · км) і коефіцієнт загасання 0,16 ... 0,18 дБ / км.

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

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

Волокна G.654C аналогічні увазі G.654A, проте завдяки жорстким вимогам до поляризаційної дисперсії розширюють можливості свого використання для передачі потоків з більшою швидкістю (до 40 Гбіт / с) і на великі відстані, за умови компенсації хроматичної дисперсії.

Впроваджуємо системи спектрального ущільнення (волокна G.655)

З'явилися цього спеціфічного типу одномодових волокон в 1990-х роках безпосередно пов'язано з розвитку систем спектрального мультіплексування. Використання декількох несучих і, відповідно, збільшення щільності потужності в серцевині волокна привело до прояву при передачі декількох нелінійних ефектів (чотирьох хвильове зміщення, перехресна фазова модуляція, розсіювання Рамана, розсіювання Брілюена і ін.). Найпомітніше їх вплив виникає в ООВ при значеннях дисперсії, близьких до нуля. Тому були розроблені оптичні волокна, оптимізовані для роботи в «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 (рис. 4).

Реалізувати конструкцію такого волокна - завдання досить непросте. Використовуються складні профілі показника заломлення (трикутний на «п'єдесталі» з депрессіровать оболонкою і ін.). Зараз лише кілька провідних виробників в світі стабільно випускає волокна з ненульовий зміщеною дисперсією (NZDSF). Тому 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 різних види волокон G.655 - G.655A, G.655B, G.655C, - відрізняються коефіцієнтом хроматичної дисперсії (від 1 до 6 пс / (нм · км) і до 10 пс / (нм · км)) і коефіцієнтом поляризационной 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 тип волокна з ненульовий зміщеною дисперсією дуже активно використовується в ОК при побудові транспортних мереж різних рівнів з системами спектрального ущільнення. Волокна NZDSF найкраще підходять для роботи систем щільного хвильового мультиплексування (DWDM) в діапазоні C (1530-1565 нм) з оптичними підсилювачами. Є потенціал для збільшення числа несучих DWDM за рахунок діапазонів S і L, а також для роботи систем CWDM у всьому діапазоні 1460-1625 нм.

Практично всі нові кабельні лінії мають в 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 близько 1 ... 10 пс / (нм · км), а також коефіцієнт загасання близько 0,2 ... 0,25 дБ / км (на 1550 нм) .

Розглянемо відмінності в застосуванні волокон G.655 різних видів.

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 введеної потужності (невеликому числі несучих) і канальному інтервалі 200 ГГц в діапазоні довжин хвиль 1530-1564 нм (С).

Волокна G.655B також можна застосовувати на транспортних мережах зв'язку в системах з WDM. Але через більш високої поляризаційної дисперсії граничним вважається їх використання для передачі потоків STM-64 (10 Гбіт / с) на відстань до 400 км. При цьому допускається б про більша вводиться 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 увазі G.655В, однак за рахунок зменшеної поляризационной дисперсії можуть застосовуватися для передачі потоків STM-64 (10 Гбіт / с) на відстань більш 400 км і для роботи STM-256 (40 Гбіт / с).

Волокна G.655D також можна використовувати на транспортних мережах зв'язку в системах з WDM для додатків, зазначених для волокон G.655С, але в розширеному діапазоні довжин хвиль: 1460-1625 нм (S - C - L). Крім того, можлива робота систем CWDM на несучих від тисячу чотиреста сімдесят один нм і вище.

Волокна G.655E по призначенню схожі з видом G.655D, але більш високі значення коефіцієнта хроматичної дисперсії дозволяють їх використовувати в системах DWDM з найменшим рознесенням каналів.

Збільшуємо широкополосность транспортних мереж

(волокна G.656)

На початку 2000-х років тривало вдосконалення систем спектрального мультиплексування, особливо щільного DWDM. Роботи по нарощуванню каналів проводили в двох напрямках. З одного боку, намагалися розширити використовуваний спектральний діапазон (хоча цьому заважала нерівномірність коефіцієнтів загасання і хроматичної дисперсії на різних довжинах хвиль). А з другої - більш щільно розташувати оптичні несучі (звузити канальний інтервал). Перешкоджало тому недосконалість активних (лазерів) і пасивних (фільтрів, мультиплексорів / демультіплексорів і т. П.) Компонентів. Проте, постійний прогрес технологій зумовив необхідність розробки одномодових волокон, максимально оптимізованих саме для робіт систем DWDM з найвужчими канальними інтервалами (100 ГГц і менше).

Такі ООВ були створені і вперше стандартизовані ITU-T в 2004 р Від схожих за параметрами волокон G.655E їх відрізняв трохи менший діаметр модового поля, більше позитивне значення коефіцієнта хроматичної дисперсії на довжині хвилі 1550 нм (рис. 5) і наявність специфікації НЕ тільки дисперсії, але і коефіцієнта загасання в розширеному діапазоні довжин хвиль 1460-1625 нм (S - C - L).

Незважаючи на відносну складність технології і тому чималу вартість, волокна з ненульовий дисперсією для широкосмугових транспортних мереж (NZDSF-WTN) знаходять своє застосування на транспортних мережах різного призначення і протяжності. Виграш волокон - в їх, можна сказати, «масштабованості». У значної частини спектра специфіковані основні характеристики, які дозволяють застосовувати їх як в CWDM, так і в DWDM, тобто нарощувати пропускну здатність мережі в разі потреби.

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

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

Волокна, нечутливі до вигинів (волокна G.657)

У другій половині 1990-х, на хвилі явного успіху «повної волоконізаціі» всіх транспортних мереж, оператори зв'язку в пошуках нових ринків звернули свої погляди на мережі доступу. Там почалося поступове впровадження оптичних технологій. Завдяки винятковій широкополосности і протоколонезавісімості стало можливо передавати користувачам повідомлення різних видів (голосові + відео + дані) за допомогою однієї пари волокон. Були продумані і випробувані різні архітектурні рішення і різні ступені впровадження волоконної оптики в мережі доступу, піком яких стали мережі FTTH ( «волокно в квартиру»).

Спочатку в мережах доступу використовували волокна типу G.652. Додаткові технічні вимоги не виставляли. Почасти це було пов'язано і з повільними темпами впровадження FTTH, недостатньо розробленим пакетом послуг «по волокну» послуг.

В останні роки в усьому світі стрімко розвиваються різноманітні технології для мереж широкосмугового доступу. Природно, для широкосмугових послуг знадобилися і широкосмугові напрямні системи - одномодові волокна. Такі мережі мали суттєві відмінності від транспортних і, відповідно, пред'являли інші технічні вимоги до параметрів і характеристик ООВ. Наприклад, коефіцієнт загасання і коефіцієнт поляризаційної дисперсії не мали принципового значення через дуже малої довжини ліній (2-3 км), хроматична дисперсія практично не обмежувала дальність і швидкість передачі. З іншого боку, зросла важливість параметрів, пов'язаних з монтажем та прокладанням кабелів. Зокрема, через велику кількість волокон в кабелях і високого ступеня інтеграції в кроссовом, сполучному і розподільчому устаткуванні вельми істотно підвищилися втрати на вигинах (2-3 дБ і більше).

Після появи перших розробок в 2006 р ITU-T вперше стандартизував ООВ, малочутливе до втрат на макроізгібах, спеціально для використання в мережах доступу. Рекомендація G.657 містить параметри і характеристики двох типів ООВ, кілька відрізняються за властивостями (табл. 7).

Вид G.657A забезпечує мінімальний радіус вигину 10 мм. Інші його параметри в значній мірі нагадують тип G.652D зі згладженим водним піком (рис. 6). Це дає можливість, зокрема, зменшити втрати при з'єднанні волокон типів G.657 і G.652.

Другий вид (G.657В) хоч і дозволяє зменшити мінімальний радіус вигину до 7,5 мм, але не сумісний зі стандартним одномодовим волокном типу G.652. Це принципово важливо для прокладки оптичних кабелів з маленькими радіусами вигинів при щільному розміщенні їх в кроссовом обладнанні (практично як для мідних кабелів).

Однак технологія виробництва таких ООВ досить складна. У цьому випадку створюються волокна зі зменшеним діаметром або підвищеним показником заломлення серцевини. Випускаються також волокна з сильно зниженим показником заломлення оболонки за рахунок легування фтором. В обох випадках створюються умови для зосередження поля моди в серцевині ООВ навіть при вигинах.

Зараз тривають роботи по створенню принципово нових конструкцій, що поєднують малі втрати на вигинах і сумісність з традиційними видами одномодових волокон.

Волокна G.657А призначені для використання з різними додатками на мережах доступу. Вони оптимізовані по втратах на макроізгібе, а значення інших параметрів залишаються в діапазоні, рекомендованому для G.652D.

Волокна G.657B мають параметри, необхідні для установки оптимізованої мережі доступу з дуже малими радіусами вигину, застосовуваними в різних кросових і розподільних пристроях, а також при прокладці в межах приміщень. У той же час, значення діаметра модового плями і коефіцієнта хроматичної дисперсії можуть перевищувати значення, рекомендовані для G.652D.

Проблема вибору при проектуванні

Лінійно-кабельні споруди найчастіше є найдорожчою частиною проекту. Через протяжності вони в значній мірі визначають якість сигналу. Від них, в кінцевому рахунку, залежить економічна і технічна ефективність проекту. Тому дуже важливий оптимальний підбір параметрів кабельних ліній, максимально точне «попадання в ціль», в залежності від дальності зв'язку, планованої швидкості передачі, робочої довжини хвилі, можливості подальшого розвитку мережі і т.д.

Розглянуті вище ООВ практично при будь-якій постановці завдання зможуть забезпечити техніко-економічну ефективність проекту, якщо правильно вибрати їх тип і вид. Причому, крім основних параметрів передачі ООВ, коефіцієнта загасання і коефіцієнта хроматичної дисперсії, останнім часом вирішальну роль стали грати коефіцієнт поляризаційної дисперсії, втрати на вигинах і геометричні параметри, що визначають втрати при монтажі. Це обумовлено все більш специфічними, конкретними умовами застосування оптичних кабелів.

За останні 8 років кількість типів одномодових волокон і їх модифікацій, стандартизованих ITU-T, різко зросла. Це пов'язано з новими потребами ринку телекомунікацій, новими науковими розробками, вдосконаленням технологій виробництва, а також бажанням стандартизованих організацій і підрозділів найбільш повно відповідати в своїй роботі рівню розвитку техніки волоконно-оптичного зв'язку. Цей процес триває - кожні два-три роки змінюються діючі рекомендації ITU-T і стандарти IEC, з'являються нові документи. Напевно незабаром будуть стандартизовані волокна для систем WDM, що працюють в розширеному діапазоні 1360-1460 нм, специфічні волокна для використання в локальних мережах, мікроструктурованих волокна, волокна з фотонної забороненої зоною, волокна зі стійкою поляризацією і інші

Тому сучасним проектним організаціям необхідно постійно відслідковувати ситуацію зі стандартами і намагатися використовувати в своїх проектах найсучасніші рішення.

Леонід ПОГОРІЛИЙ,

директор НТЦ «Енергозв'язок»

Юрій НІКІТЧЕНКО,

начальник відділу

НТЦ «Енергозв'язок»

№ 3 (40) 2008