1.2.3. Характеристики поставляемых волокон.

Среди множества мировых производителей оптического волокна выделяются три крупнейших: Corning Optical Fiber, Lucent Technologies и Alcoa Fujikura. Кроме того, существуют сотни менее крупных производителей волокна.

Градиентное многомодовое волокно.

Широко используются два стандарта многомодового градиентного волокна – 62,5/125 и 50/125, отличающиеся профилем сердцевины, рис 1.7 а. Соответствующие спектральные потери для этих волокон показаны на рис 1.7 б.

Δ% дБ/км

62,5/125

50/125

50/125

62,5/125

3 ,0 3,5

3,0

2 ,5

2 ,0 2,5

1 ,5 2,0

1 ,0 1,5

0,5 1,0

0,0 0,5

-0,5

-45 –30 -15 0 15 30 45 800 1000 1200 1400 1600

Радиус, мкм Длина волны, нм

Рис 1.7. а) профили показателей преломления , б) спектральные потери для многомодовых градиентных волокон 50/125 и 62,5/125.

Полоса пропускания на длине волны 1300 нм превосходит соответствующее значение на длине волны 850 нм. Это объясняется следующим. Дисперсия, которая определяет полосу пропускания, состоит из межмодовой и хроматической составляющих.

Межмодовая дисперсия слабо зависит от длины волны, поскольку зависимостью показателя преломления от длины волны можно пренебречь (2.3). Хроматическая дисперсия пропорциональна ширине спектра излучения. Коэффициент пропорциональности D(λ) при длинах волн в окрестности 1300 нм ( ) близок к нулю, в то время, как на длине волны 850 нм примерно равен 100 пс/( .км). Это приводит к тому, что хроматическая дисперсия на длине волны 850 нм начинает играть существенную роль наряду с межмодовой дисперсией.

По этой причине градиентные многомодовые волокна используются в диапазоне длин волн 1300 нм. Реальные волокна имеют здесь полосу пропускания до 1000 МГц.км, что дает возможность реализовать длину регенерационного участка до 25 км при скорости передачи 34 Мбит/с.

Одномодовое волокно

С точки зрения дисперсии существующие одномодовые волокна делятся на три основных типа: стандартные волокна со ступенчатым профилем ( с несмещенной дисперсией ) SF, волокна со смещенной дисперсией DSF и волокна с ненулевой смещенной дисперсией. Все три типа волокон очень близки по затуханию, но отличаются

Относительный показатель Огносительный показатель

преломления Δ% преломления Δ%

Одномодовое

волокно

со смещенной

дисперсией

(спецпрофиль

показателя

преломления)

8,3/125 Стандартное

одномодовое

волокно

(ступенчатый

профиль показателя

преломления)

2,0 0,8

1,5 0,6

1,0 0,4

0,5 0,2

0,0 0,0

-15 -5 0 5 15 -15 -5 0 5 15

а) б)

Рис. 1.8. Профили показателей преломления а) ступенчатое (стандартное) одномодовое волокно; б) одномодовое волокно со смещенной дисперсией (волокно со специальным профилем).

характеристиками хроматической дисперсии.

ВолокноSF. В начале 80-х годов прошлого века передатчики на длину волны 1550 нм имели очень высокую цену и не могли конкурировать на рынке с передатчиками на длину волны 1300 нм. Поэтому стандартное ступенчатое волокно стало первым коммерческим волокном и сейчас наиболее широко распространено в телекоммуникационных сетях. Оно оптимально по дисперсии для работы в окне 1310 нм, хотя затухание в этом окне больше, чем в окне 1550 нм.

ВолокноDSF. По мере совершенствования элементной базы для систем передачи на волне 1550 нм встала задача разработки волокна с длиной волны нулевой дисперсии, попадающей внутрь этого окна. В итоге в середине 80-х годов было создано волокно со смещенной дисперсией, полностью оптимизированное для работы в окне 1550 нм как по затуханию, так и по дисперсии. На протяжении многих лет волокно DSF считалось самым перспективным волокном. С появлением технологии передачи мультиплексного оптического сигнала начинают применяться эрбиевые оптические усилители EDFA, способные усиливать многоканальный оптический сигнал WDM. Однако, исследования показали, что именно длина волны нулевой дисперсии (1550 нм), попадающая внутрь рабочего диапазона эрбиевого усилителя, является главным потенциальным источником нелинейных эффектов и, прежде всего, четырехволнового смешивания, которые проявляются в резком возрастании шума при распространении многоканального сигнала.

Четырехволновое смешивание – это эффект, приводящий к рассеянию двух волн с образованием новых нежелательных длин волн. Новые волны могут приводить к деградации распространяемого оптического сигнала, интерферируя с ним, или перекачивать мощность из полезного волнового канала. Чтобы избежать нелинейных эффектов при использовании DSF в WDM системах приходилось вводить сигнал меньшей мощности, увеличивать расстояние между оптическими каналами и избегать передачи парных (симметричных относительно ) каналов. Именно из-за эффекта четырехволнового смешивания стало ясно, что необходим новый тип волокна, в котором располагалось бы по одну сторону (левее или правее) от всех возможных каналов.

Волокно NZDSF создается в начале 90-х годов с целью преодолеть нелинейные эффекты. Известное также как λ-смещенное волокно, оно характерно тем, что длина волны нулевой дисперсии вынесена за пределы полосы пропускания эрбия. Это уменьшает нелинейные эффекты и улучшает характеристики волокна при передаче DWDM сигнала.

Установка новых ВОСП или наращивание уже существующих с учетом перехода на скорости 2, 4 и 10 Гбит/с или использования волнового мультиплексирования может осуществляться с использованием трех перечисленных видов волокон. При выборе конкретного типа волокна следует учитывать такие факторы, как общая стоимость проекта, требуемые емкости каналов, надежность, сложность системы и др.