3.6. Спектральное уплотнение

Методом, обычно используемым в системах связи на длинные дистанции для значительного увеличения полосы пропускания, является спектральное уплотнение (WDM - wave division multiplexing), иногда называемое плотным спектральным уплотнением (DWDM - dense wave division multiplexing). Эта методика совмещает в едином волокне излучение лазеров с высокоточно стабилизированной температурой, работающих на слегка различающихся частотах. Для точного определения длин волн и гарантирования отсутствия перекрывания излучений лазеров на передающем конце линии связи используются оптические фильтры. Фильтры используются также на принимающем конце канала, чтобы дать возможность принять и декодировать каждый канал (длину волны).

Например, система может состоять из 32 лазеров, передающих в оптическое мультиплексирующее устройство 32 различные длины волны. Длины волн центрируются вокруг длины волны 1310 или 1550 нм, но располагаются очень близко друг к другу. Система такого размера может иметь длины волн, отстоящие друг от друга на 1,6 нм. Коммерческие системы обычно способны совмещать в едином волокне 80 длин волн на расстоянии 0,4 нм друг от друга. Если каждый лазер передает на скорости 10 Гбит/с, тогда пропускная способность единственной волоконной системы составит 800 Гбит/с.

Сейчас на рынке появляются системы, поддерживающие до 160 длин волн в одном волокне.

На рынке имеется также ряд более дешевых систем с меньшей пропускной способностью, которые иногда называют системами линейного спектрального уплотнения (CWDM -course wave division multiplexing). В своей основе это системы, использующие спектральное уплотнение, но без температурной стабилизации лазеров и с интервалами между длинами воли 20 нм. Они предоставляют недорогие решения для высокой пропускной способности. Система подобного типа может работать с 8 длинами волн на скорости 1,2 Гбит/с каждая, давая суммарную пропускную способность 9,6 Гбит/с.

Виды оптических волокон Типы и стандарты оптических волокон

В девяностых годах, на всевозможных курсах учили, что выпускается два типа стеклянных оптических волокон: многомодовое и одномодовое. Назначение многомодовых волокон это сети небольшой протяжённости, а одномод используется для дальней связи. На момент 2012 года всё гораздо сложнее, типов волокон различают гораздо больше и они сильно разняться по назначению и оптическим характеристикам.

О рекомендациях Международного союза электросвязи [мсэ-т] (International Telecommunication Union [itu-t])

Общепринятым правилом при классификации оптоволокна являются рекомендации "Международного союза электросвязи", сокращённо МСЭ-Т (последнее "Т" - Телекоммуникационный). На английском пишется как "ITU-T" (International Telecommunication Union - Telecommunication standardization sector). Рекомендации эти в различной документации кратко обозначают как "рекомендации МСЭ-Т G.651", "ITU-T G.652" или "G.655". Многие из них дополнительно описывают несколько подтипов, различия между которыми указаны в таблицах этих стандартов-рекомендаций. Далее коротко о каждом из них.

G.651.1

G.651.1 иногда по старому пишут как "G.651", что не совсем правильно, так как рекомендация G.651 была исключена в августе 2008 года. G.651.1 описывает "Многомодовые оптические волокна с градиентным показателем преломления и диаметром световпроводящей сердцевины 50 мкм." Этот тип волокон применяется для оптических сетей небольшой протяжённости, примерно, в 1 км

Другой распространённый тип многомодовых оптических волокон, с диаметром сердцевины 62,5 мкм МСЭ-Т не описывает, поэтому стандарт таких волокон указывают как IEC 60793.

G.652

G.652 впервые была издана в октябре 1984 года. Официальное русскоязычное название "Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля" Рекомендация описывает оптическое волокно часто называемое как стандартное одномодовое. Волокна этого типа оптимизированы для передачи на длине волны 1310 нм. Последнее издание стандарта-рекомендации содержит 4 таблицы А, В, С и D.

Серьёзное отличие таблиц С и D в отсутствии пика воды и возможности использования волокон на всём диапазоне от 1360 нм до 1530 нм Соответственно в маркировке этот стандарт указывается вместе с типом таблицы G.652.В или G.652.D

Диаметр модового пятна всех волокон G.652 на длине волны 1310 нм - 8,6-9,5 мкм.

G.653

G.653 впервые была издана в 1988 году официально называется "Одномодовое оптического волокно со сдвигом дисперсии". Оптическое волокно данного типа имеет нулевую дисперсию на длине волны 1550 нм, поэтому иногда упоминается как ОВ со смещенной нулевой дисперсией

Основной рабочий диапазон 1550 нм, может быть использовано для систем грубого мультиплексирования

Диаметр модового пятна на длине волны 1 550 нм - 7,8-8,5 мкм.

G.654

G.654 впервые издана в 1988 году официальное называние "Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля со смещенной дисперсией и отсечкой".

Описывает одномодовые оптические волокна, которое имеют нулевую дисперсию при длине волны около 1300 нм с минимальным уровнем потерь, и одномодовые волокна со смещенной дисперсией и отсечкой при длине волны около 1550 нм, которые оптимизированы для использования в диапазоне длин волн 1530-1625 нм. Предназначены для передач на большие расстояния, такие как наземные системы дальней связи и магистральные подводные кабели с оптическими усилителями.

Диаметр модового поля на длине волны 1550 нм: 9,5-10,5 мкм (табл. А,С); 9,5-13 мкм (табл. В).

G.655

G.655 впервые была издана в 1996 году официальное называние "Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля с ненулевым дисперсионным смещением"

В Рекомендации G.655 содержится описание одномодового волокна с коэффициентом хроматической дисперсии (абсолютное значение), величина которого превышает некоторое ненулевое значение на всех длинах волн, больших 1530 нм. Эта дисперсия подавляет рост нелинейных эффектов, которые особенно вредны в системах плотного волнового мультиплексирования (DWDM), для которых в основном и предназначены эти волокна

Оптимизированы для использования в предписанном диапазоне длин волн от 1530 нм до 1565 нм. Предусмотрена поддержка перехода на более высокие длины волн вплоть до 1652 нм и на более низкие - до 1460 нм.

Диаметр модового поля на длине волны 1550 нм: 8,0 -11,0 мкм.

G.656

Рекомендация МСЭ-Т G.656 утверждена 14 декабря 2006 года официальное называние "Характеристики волокна и кабеля с ненулевой дисперсией для широкополосной оптической передачи"

Рекомендация G.656 описывает геометрические и механические характеристики, а также характеристики передачи одномодового оптоволокна, имеющего положительное значение коэффициента хроматической дисперсии, превышающее ненулевое значение в диапазоне 1460-1625 нм. В таком оптическом волокне ненулевая дисперсия используется для уменьшения четыхволнового смешивания и перекрестной фазовой модуляции в более широком диапазоне длин волн, чем в оптическом волокне, описанном в Рекомендации МСЭ-Т G.655.

Диаметр модового поля на длине волны 1550 нм: 7,0 - 11,0 мкм.

G.657

Рекомендация МСЭ-Т G.657 впервые утверждена 14 декабря 2006 года официальное называние: "Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля, не чувствительного к потерям на макроизгибе, для использования в сетях доступа"

Волокна описанные в рекомендации G.657 допускают очень малые радиусы изгибов. Основное назначение это прокладки внутри помещений. По остальным оптическим характеристикам этот тип оптоволокна аналогичен рекомендациям G.652.D

Диаметр модового поля на длине волны 1310 нм: 6,3-9,5 мкм.

Стоит заметить, что производители оптоволокна выпускают оптические волокна лучшего качества, чем описывают рекомендации ITU-T. Так рекомендация G.652 ограничивает коэффициент затухания оптоволокна на длине волны 1310 нм в 0,4 дБ/км, а, например, волокно SMF-28e+™ фирмы "Corning" имеет этот же коэффициент в 0,33 - 0,35 дБ/км.

---