В рубрику "Кабели связи, кабельное оборудование" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Качество и уровень характеристик одномодовых ОВ

Александр Микилев

К.ф.-м.н., директор по маркетингу российского филиала OFS

Михаил Павлычев

Генеральный директор, глава российского филиала OFS

Строительство ВОСП – дорогостоящее мероприятие, но стоимость оптического кабеля (ОК) составляет обычно не более 10% стоимости сети в целом. Однако, поскольку срок службы ОК должен составлять 25–40 лет, выбор производителя и поставщика ОК является одним из наиболее ответственных этапов. В частности, большое внимание всегда уделяется происхождению и параметрам оптического волокна (ОВ) в ОК.

Отметим некоторые важные технические характеристики ОВ, которые следует принимать во внимание при принятии решения о выборе того или иного поставщика.

ОВ – это среда, предназначенная для передачи большого объема информации на значительные расстояния с минимальными искажениями. Следовательно, приоритетом при выборе ОК должна быть не только цена, но и соответствующие характеристики – затухание, дисперсия, надежность и долговечность, стойкость к различным факторам окружающей среды и др.

Коэффициент затухания

В действующей редакции рек. МСЭ-Т G.652, устанавливающей требования к параметрам наиболее распространенного на сети одномодового оптического волокна (ОМ ОВ), пока еще весьма либеральное требование к затуханию – не более 0,3 дБ/км на длине волны 1550 нм. В оптических кабелях европейских стран допускается затухание до 0,23 дБ/км, в США – до 0,25 дБ/км на длине волны 1550 нм. Согласно российским правилам применения ОК затухание ОВ в кабеле не должно превышать 0,22 дБ/км, но при этом поставщики обычно гарантируют, что затухание ОВ до его окраски и переработки в кабель не превышает 0,20– 0,21 дБ/км на длине волны 1550 нм.

У ОВ первых поколений, выпускавшихся до 1998 г., особенностью характеристик затухания было наличие так называемого пика воды – увеличенного коэффициента затухания на длине волны около 1383 нм. Современные системы передачи могут сегодня использовать любую длину волны в пределах 1250–1650 нм, однако наибольшая дальность передачи достигается в области 1550 нм – области минимального затухания ОВ, которое может составлять 0,17–0,19 дБ/км.

В настоящее время все известные на российском рынке изготовители выпускают только ОВ без "пика воды". По данным компании KMI, занимающейся исследованием рынка производства и потребления ОВ, доля применения ОВ без "пика воды" в 2006 г. составилa 75% от общего мирового объема применения ОВ данного класса (соответствующего рекомендации G.652), а к 2010 г., по оценкам OFS, – более 90%.

Весьма важной характеристикой ОВ является стабильность коэффициента затухания при внешних воздействиях на ОВ. Известно, что диффузия атомарного водорода (например, при его выделении из полимерных материалов) может привести к возрастанию коэффициента затухания ОВ в области длин волн свыше 1350 нм.

Для оценки стойкости ОВ к воздействию водорода МЭК (Международная электротехническая комиссия) утвердила методику "водородного старения", причем критерием качественного ОВ является неизменность коэффициента затухания после испытаний.

Хроматическая дисперсия и ПМД

Дисперсионные искажения при распространении сигналов по ОВ обусловлены, как известно, хроматической дисперсией (ХД) и поляризационной модовой дисперсией (ПМД). Что касается ХД, то данный параметр обычно удается достаточно простым образом скомпенсировать без применения сложных электронных систем, используя модули компенсации дисперсии (МКД), созданные на основе ОВ с отрицательной дисперсий.

Относительно влияния ПМД на качество передачи можно отметить эту проблему как "угрозу" для наиболее высоких скоростей и значительных расстояний передачи (сотни и тысячи километров). Рекомендация МСЭ-Т G.652D устанавливает наибольшее значение конструктивного параметра ПМД протяженной линии (Link Design Value, LDV) на уровне 0,2 пс/√км, что обеспечивает передачу 10 Гбит/с на расстояние 1000 км. Однако при 40 Гбит/с это расстояние сокращается примерно до 100 км, а в этом случае желательно иметь ОВ со значением LDV на уровне 0,04–0,06 пс/√км. В последние годы интенсивно развиваются сложные способы и системы передачи, в которых при передаче/ приеме производятся манипуляция и декодирование сигнала, модулированного по поляризации тем или иным способом. При скорости передачи 40–100 Гбит/с некоторые форматы модуляции могут быть в большей или меньшей степени толерантны к параметрам ХД по сравнению с традиционной модуляцией по интенсивности (NRZ), в то время как ПМД может оказаться наиболее существенным ограничивающим фактором.

Диаметр модового поля

При строительстве ВОСП часто возникают вопросы обеспечения требуемых характеристик сварных сростков при сварке ОВ. Значительная часть вопросов связана с проблемой оценки затухания сростков оптическими рефлектометрами, системами мониторинга и т.п. Суть очень частой проблемы сводится к тому, что после сварки двух ОВ рефлектометр иногда показывает ступеньку (спад или подъем) в одну сторону величиной около 0,1 дБ, что иногда интерпретируется как увеличенное затухание на сростках. Детальный анализ показывает, что реальное затухание, которое зависит от разности диаметров модового поля (ДМП) свариваемых волокон, в этом случае составляет величину обычно в 10 раз меньшую, то есть порядка 0,01 дБ.

Вопросы, тенденции и перспективы

Настоящая статья ограничивается лишь примером рассмотрения уровня качества и некоторых принципиально важных требований к наиболее распространенному на сети стандартному ОВ по рекомендации G.652.

Вместе с тем, к настоящему времени разработано несколько более "продвинутых" типов ОМ ОВ, получивших широкое применений в последние 15 лет:

ОВ с ненулевой смещенной дисперсий (рек. МСЭ-Т G.655);
ОВ со средней дисперсией (рек. МСЭ-Т G.656);
ОВ, нечувствительные к изгибу (рек. МСЭ-Т G.657).

Два первых упомянутых типа ОВ (G.655 и G.656) имеют значительные преимущества при построении магистральных и городских ВОСП, так как наиболее эффективно и экономично решают проблему борьбы с высокой хроматической дисперсией, присущей стандартному ОВ G.652.

ОВ стандарта G.657 характеризуется малым приростом затухания при изгибах ОВ и поэтому наиболее перспективно для применения в кабелях, предназначенных для "последней мили", для сетей FTTh, PON и подобных сетей широкополосного доступа, для прокладки внутри зданий с возможностью множественных изгибов. ОВ указанных категорий уже получают самое широкое распространение для подключения конечных абонентов к сети широкополосного доступа по оптическому волокну и объем их применения в ближайшем будущем составит существенную часть от общего объема потребления ОВ всех типов.

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #3, 2011
Посещений: 26717

Статьи по теме

Автор