ОБНОВЛЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СПЕЦИФИКАЦИИ ОДНОМОДОВОГО ОПТОВОЛОКНА СТАНДАРТА G.652.D Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

1381

телекоммуникации

Обновленные технические характеристики и спецификации одномодового оптоволокна

стандарта G.652.D

Виктор ЛИФЕРЕНКО, д. т. н., профессор Наталья шАБАЛИНА Мырза-Бек ТЕБУЕВ

В статье рассматриваются основные технические характеристики и особенности волоконно-оптического кабеля и изменения стандарта 0.652. Описаны его главные преимущества по сравнению с аналогичными стандартами волоконно-оптического кабеля.

В настоящее время в промышленности и на производстве для организации связи используются различные типы и стандарты волоконно-оптических кабелей. У каждого такого типа кабеля существует своя область применения. Развитие этих технологий отражается и на развитии систем передачи данных.

Этот обзор посвящен анализу особенностей волоконно-оптического кабеля (рис. 1) и изменению стандарта G.652. В стандарте на этот вид кабеля он характеризуется как оптоволокно, способное работать с длиной волны 1310, 1550 и 1625 нм.

Оптические волокна состоят из высококачественной легированной кварцевой сердцевины, окруженной оболочкой из плавленого кварца, и покрыты двойным слоем на основе акрилата. Усовершенствованное одномодовое волокно обеспечивает повышенную производительность в диапазоне длины волны от 1260 до 1625 нм. Затухание по всей длине невелико.

Основные технические характеристики стандарта оптоволокна представлены в таблице 1.

Это волокно используется для одноволновой и многоволновой передачи и спектрального уплотнения в диапазоне длины волны 1,55 мкм.

Есть возможность обеспечивать передачу информации со скоростью порядка 10 Гбит/c.

К главным преимуществам стандарта G.652 следует отнести [4, 5, 7]:

• Незначительные оптические потери по всему спектру (1260-1625 нм), что обеспечивает более чем 50%-ное увеличение возможности использования спектра, а значит, поддержку не только 16-каналь-ного CWDM, но и DWDM.

• Использование современных технологий производства, которые позволяют сократить дефекты передачи данных для снижения и стабилизации потерь производительности в диапазоне 1400 нм.

• Длительное затухание в волокне и высокая надежность передачи за счет применения синтетического кремния высокой чистоты.

• Возможность использования диапазона длины волны от 1260 до 1625 нм.

• Низкие значения ослабления и шума во всем диапазоне длины волны.

• Возможность совместной работы оптоволокна разных стандартов.

На рис. 2 представлено сравнение графиков зависимости затухания в волокне стандартов G.652.B и G.652.D [2].

Рис. 1. Строение оптоволоконного кабеля G.652.D [3]

Исследования, проведенные в OFS, показали, что волокно G.652.D демонстрирует большую надежность передачи данных, чем G.652.B (табл. 2).

Волноводная дисперсия возникает из-за того, что свойства волновода зависят от соотношения его размеров и длины волны излучения. Большинство современных ВОЛС работает в третьем окне прозрачности, совпадающем с восьмым минимумом поглощения кварцевого стекла. Стандартное

Таблица 1. Основные технические характеристики волоконно-оптического кабеля и изменение стандарта G.652

Параметр Значение

Физические характеристики

Внешний диаметр, мкм 125 ±0,7

Погрешности формы, % 0,7

Ядро; ошибки смещения внутренней полости, мкм 0,5; 0,2

Диаметр покрытия, мкм 12

Оптические характеристики |

Затухание при определенной длине волны,нм Максимальное значение, дБ/км Рекомендуемое значение, дБ/км

1385 <0,31 <0,28

1490 <0,24 <0,21

1550 <0,21 <0,19

1625 <0,24 <0,2

Зависимость затухания от длины волны, нм Перенос X, нм

1285-1330 1310 0,03

1360-1480 1385 0,04

1525-1575 1550 0,02

1460-1625 1550 0,04

Ослабление (затухание в изгибах)* |

Длина волны,нм Вызванные изменения, дБ

1 поворот, 1,2" диаметр на 32 мм 1550

100 поворотов, 2" диаметр на 50 мм 1310 <0,05

100 поворотов, 1550

2,4" диаметр на 60 мм 1625

Примечание. * Максимальное ослабление на изгибах не превышает указанные значения при условии выполнения требований, приведенных в таблице.

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 3 '2014

телекоммуникации

1391

Таблица 2. Рекомендации и сравнительные характеристики оптоволокна стандарта G.652

Характеристика G.652.A G.652.B G.652.C G.652.D

Длина волны,нм 1310

Диаметр модового пятна, мкм (8,6-9,5) ±0,6

Диаметр оболочки, мкм 125 ±0,1

Диаметр защитного покрытия, мкм 250 ±15

Эксцентриситет сердцевины (max), мкм 0,6

Сплющенность оболочки (max), % 1

Длина волны отсечки кабеля (max), нм 1260

Потери на макроизгибе, дБ 0,1 (max) на 1550 нм

Проверочное напряжение (min), ГПа 0,69

Длина волны нулевой дисперсии, нм 1300-1324

Коэффициент хроматической дисперсии, пс/нм-км, не более, в интервале длины волны:

1285-1330 3,5

1525-1575 18

Знак дисперсии + + + +

Коэффициент затухания, дБ/км / на длине волны, нм 0,5/1310 0,4/1310 0,4/ 1310-1625 0,4/ 1310-1625

- / - 0,35/1550 0,35/1383 0,35 11383

0,4/1550 0,4/1625 0,3/1550 - / -

Коэффициент РМЮ, пс/^км 0,5 0,2 0,2 0,2

0,15

0,12

0,09

0,06

0,03

G.652.B

G.652.D

1450 Длина волны, нм

одномодовое ступенчатое волокно в этой области обладает значительной дисперсией — 17 пс/км-нм, а длина волны нулевой дисперсии Х0 составляет 1,31 мкм (рис. 3а) [4, 6].

Одномодовое волокно со смещенной дисперсией имеет нулевую дисперсию в третьем окне прозрачности. Для перемещения Х0 в область длины волны с минимальными потерями увеличивают разность показателей преломления сердцевины и обкладок и таким образом увеличивают волноводную дисперсию. Технически это реализуется путем повышения уровня легирования сердцевины. Для сопутствующего снижения потерь используется треугольный профиль легирования (рис. 3б). Однако это волокно не пригодно для работы в системах со спектральным разделением каналов из-за их сильного нелинейного взаимодействия, обусловленного эффектом четы-рехволнового смешения, а также эффектами фазовой само- и кроссмодуляции [4, 6].

Рис. 2. Зависимость затухания в оптоволокне двух стандартов от длины волокна

Одномодовое волокно с выровненной (компенсированной) дисперсией обладает малой, но не нулевой хроматической дисперсией в широком диапазоне длины волны. Плоский максимум в спектре дисперсии, вблизи которого ее величина остается малой (2 пс/км-нм), получается при еще большем увеличении скорости изменения волноводной дисперсии. Это реализуется путем создания на границе сердцевины и обкладки областей с уменьшенным показателем преломления (рис. 3в) [4, 6].

Кроме того, в некоторых кабелях нужно отслеживать, имеются ли на пути следования волокна изгибы. Они могут нанести ущерб качеству распространения сигнала в дальне-магистральных системах.

На рис. 4 [11] представлен внешний вид одномодового оптического волокна. Областью его применения являются волоконно-оптические сети, некоторое лабораторное оборудование и установки, а также волоконно-оптические датчики.

Оптоволоконные кабели имеют много преимуществ и используются для передачи значительных объемов информации на большие расстояния. С помощью таких кабелей можно создавать высокопроизводительные сети не только для передачи голоса, видео и/или

20

S X 10

71 0

с

а -10

/

Dm У D

Dw

20 1 10 1 О

с

Q -10 -20

/

Dm /

/ / /о

\ / /

Dw

Л Л s

20

1 10 s

5 0

с

о-10 -20

/

Dm /

/ D

К

// \ s

\

1 1,2 1,4 1,6 X, мкм

1 1,2 1,4 1,< X, мкм

1 1,2 1,4 1,6

X, мкм

н

и

и

Рис. 3. Дисперсия и характерный профиль показателя преломления одномодовых волокон:

а) стандартное ступенчатое волокно; б) волокно со смещенной дисперсией; в) волокно с выровненной дисперсией

данных в офисах и организациях, но и для

связи более крупных групп потребителей. ■

Литература

1. http://www.ofsoptics.com/resources/1693849504 410786fa5a28AllWave-117-web.pdf

2. http://www.ofsoptics.com/fiber/category. php?txtCategoryID=1022260265461

3. http://kabelsnab-samara.ru/files/spec_dpo_ p_2,7.pdf

4. http://www.cisco.com/web/CZ/ciscoconnect/2013/ pdf/T-VT2-DWDM-jpilar-public.pdf

5. http://www.ofsoptics.com/re sources/ AllWave-117-web.pdf

6. http://optomagic.co.kr/new_page/korea/product/ OPT-A06-001(A).pdf

7. www.optomagic.co.kr

8. Buck J. A. Fundamentals of Optical Fibers. New York: Wiley Interscience, 1995.

9. Chang K. H., Fletcher J. P., Rennell J., et al. Next Generation Fiber Manufacturing for the Highest Performing Conventional Single Mode Fiber. Optical Fiber Communication Conference, Technical Digest. Optical Society of America. Washington, D. C., 2005.

10. Single Fiber Fusion Splicing — Application Note. AN103. Corning, Inc., 2001.

11. http://www.oemarket.com/product_info. php?products_id=145

12. http://www.telnet-ri.es/en/products/fiber-optic-cables-and-passive-components/optical-fiber/ single-mode-optical-fiber-g652d/

в

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 3 '2014

www.kit-e.ru