3.3 Selection and justification of optic fiber type
Typical characteristics of single-mode optical fiber according to [5 - 10] are shown in Table 3.2...3.7. Type of OF is chosen depending on the number of primary digital stream (PDS), the transfer rate of information, the distance between the end points and settlements along the road FOCL, as well as the principles of building a communication network, which solves this problem transmission line.
In most cases the applicable standard Single Mode optical fiber with step refractive index profile. The standard single-mode fiber is designed for operation in the wavelength range 1.285...1.330 mkm, in which the value of chromatic dispersion in optical fiber reaches minimal, close to zero value. It is also possible to use this fiber spectral range 1.525...1.565 mkm. Attenuation at these wavelengths is very small (-0.2 dB/km) and the variance is 16...18 пс/(km•nm) (Table 3.2). Options on standard single-mode fiber regulated by recommendation G.652 MSЭ- T (ITU-T) [5].
The growing need to increase bandwidth and length of optical lines has led to a number of single-mode fiber standart modifications.
For the longest lines on the optical fiber length the fundamental importance has the regeneration area, which should be more. But for increasing the length of fiber optic regeneration area there were dispersion limiting factor characteristics of optical fibers. Due to this distortion of the pulse length was below the expected value, which required installation of additional intermediate regenerators. The solution of distorting the form of pulses was fiber with zero dispersion shifted (ZDSF - zero dispersion-shiRed fibre) or OF with offset dispersion (DSF - dispersion-shifted fibre). Ways of variations of geometrical dimensions of the core and shell, and introducing dopant obtained OF, where minimal optical losses coincides with the area of minimum chromatic dispersion. These fibers have a smaller diameter core that is 7.8 ... 8.5 mkm. Dispersion shifted fiber with preferred for high speed lines with long regeneration area without the use of optical technologies of consolidation. Perhaps possible the use of optical fiber systems with wavelength division multiplexing (WDM) at limited extent regeneration area, low power transmitted signal density and limited spectral components. Settings of optical fibers with non-zero dispersion shifted described in recommendations ITU-T G.653 (Table 3.3) [6].
In the design of marine and coastal optic lines was necessary in optical fibers that provide maximum transmission distance through the use of large power levels. This was designed with optical fibers shifted wavelength cut-off. Options characteristics of these fibers and cables on the basis described in reccomendations ITU-T G.654 (Table 3.4) [7].
Development and implementation of a dense spectral multiplexing (DWDM) put forward new requirements for optical fibers characteristics. For DWDM technology was logical to use optical fiber 6 with shifted dispersion. However, theoretical studies and experiments have shown that by nonlinear effects in the fiber at wavelengths close to zero dispersion distortions arising intersected ones. They lead to mutually influence and quality of communication. To avoid the influence of nonlinear effects were designed windows with non-zero dispersion shifted NZDSF (Non-zero Dispersion Shifted Fibre). For them, the zero dispersion wavelength made outside amplification band erbium fiber-optic amplifier, and the presence of low zero dispersion in the range of 1550 nm in NZDSF is needed to reduce the impact of nonlinear effects. Fibres NZDSF optimized for use in a range of wavelengths from 1530 nm to 1565 nm. Requirements for the characteristics of optical fibers formulated in recommendations ITU-T G.655 (Table 3.5) [8].
Optical fibers that meet the recommendations of ITU-T G.656 [9], designed to transmit broadband optical signal based on CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing - spectral consolidation or sparse spectral seals with low density) and DWDM (Table 3.6).
Global trends in the development of fiber optic technology, due to the growth of information flows not only from individual users,but also on user groups, led to the development of single-mode optical fibers characterized by low level of losses in the bends. The benefits of CAB especially evident when used in cables intended for laying inside buildings. Requirements for optical characteristics such fibers formulated in recommendations ITU-T G.657 (Table 3.7) [10].
Таблиця 3.2 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.652
Характеристика |
G.652.A |
G.652.B |
G.652.C |
G.652.D |
||||
Довжина хвилі, нм |
1310 |
1310 |
1310 |
1310 |
||||
Діаметр модової плями, мкм |
8,6-9,5±0,6 |
8,6-9,5±0.6 |
8.6-9,5±0,6 |
8,6-9,5±0.6 |
||||
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
||||
Діаметр захисного покриття, мкм |
250,0±15 |
250,0±15 |
250,0±15 |
250,0+15 |
||||
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,6 максимум |
0.6 максимум |
0,6 максимум |
0,6 максимум |
||||
Сплющеність оболонки |
1,0% макс |
1,0% макс |
1,0% макс |
1,0% макс |
||||
Довжина хвилі відсікання кабелю, нм |
1260 макс |
1260 макс |
1260 макс |
1260 макс |
||||
Втрати на макровигинах, дБ |
0,1 максимум на 1550 нм |
0,1 максимум на 1550 нм |
0.1 максимум на 1550 нм |
0,1 максимум на 1550 нм |
||||
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
||||
Довжина хвилі нульової дисперсії, нм |
от 1300 до 1324 |
от 1300 до 1324 |
от 1300 до 1324 |
от 1300 до 1324 |
||||
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1285-1330 нм 1525-1575 нм |
3,5 18 |
3,5 18 |
3,5 18 |
3,5 18 |
||||
Знак дисперсії |
+ |
+ |
+ |
+ |
||||
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
0,5 |
1310 |
0,4 |
1310 |
0,4 |
all* |
0,4 |
all* |
- |
- |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1383 |
0,35 |
1383 |
|
0,4 |
1550 |
0,4 |
1625 |
0,3 |
1550 |
0,3 |
1550 |
|
Коефіцієнт
PMD, пс/ |
0,5 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
||||
Примітка: * всехвильові волокна All Wave |
||||||||
Таблиця 3.3 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.653
Характеристика |
G.653.A |
G.653.B |
||
Довжина хвилі, нм |
1550 |
1550 |
||
Діаметр модової плями, мкм |
7,8-8,5±0,8 |
7,8-8,5±0,6 |
||
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±1 |
125,0+1 |
||
Діаметр захисного покриття, мкм |
250,0±15 |
250,0±15 |
||
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,8 максимум |
0,6 максимум |
||
Сплющеність оболонки |
2,0% максимум |
1,0% максимум |
||
Довжина хвилі відсікання кабелю, нм |
1270 максимум |
1270 максимум |
||
Втрати на макровигинах, дБ |
0,5 максимум на 1550 нм |
0,1 максимум на 1550 нм |
||
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
||
Довжина хвилі нульової дисперсії, нм |
от 1500 до 1600 |
от 1300 до 1324 |
||
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1525-1575 нм |
3,5 |
3,5 |
||
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1550 |
Коефіцієнт PMD, пс/ |
0,5 пс/ |
0,20 пс/ |
||
Таблиця 3.4 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.654
Характеристика |
G.654.A |
G.654.B |
G.654.C |
|||
Довжина хвилі, нм |
1550 |
1550 |
1550 |
|||
Діаметр модової плями, мкм |
9,5~10,5±0,7 |
9,5-13±0?7 |
9,5-10,5±0,7 |
|||
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
|||
Діаметр захисного покриття, мкм |
250,0±15 |
250,0±15 |
250,0+15 |
|||
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,8 максимум |
0,8 максимум |
0,8 максимум |
|||
Сплющеність оболонки |
2,0% максимум |
2,0% максимум |
2,0% максимум |
|||
Довжина хвилі відсікання кабелю, нм |
1530 максимум |
1530 максимум |
1530 максимум |
|||
Втрати на макровигинах, дБ |
0,5 максимум на 1625 нм |
0,5 максимум на 1625 нм |
0,5 максимум на 1625 нм |
|||
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
|||
Довжина хвилі нульової дисперсії, нм |
- |
- |
- |
|||
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1525-1575 нм |
20 |
22 |
20 |
|||
Знак дисперсії |
+ |
+ |
+ |
|||
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0,22 |
1550 |
0,22 |
1550 |
0,22 |
1550 |
|
Коефіцієнт PMD, пс/ |
0,5 |
0,2 |
0,2 |
|||
Таблиця 3.5 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.655
Характеристика |
G.655.A |
G.655.B |
G.655.C |
G.655.D |
G.655.E |
|||||
Довжина хвилі, нм |
1550 |
1550 |
1550 |
1550 |
1550 |
|||||
Діаметр модової плями, мкм |
8,0-11,0 ±0,7 |
8,0-11,0 ±0,7 |
8,0-11,0 ±0,7 |
8,0-11,0 ±0,6 |
8,0-11,0 ±0,6 |
|||||
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
125,0±1 |
|||||
Діаметр захисного покриття, мкм |
250,0±15 |
250,0±15 |
250,0±15 |
250,0±15 |
250ДЫ5 |
|||||
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,8 макс |
0,8 макс |
0,8 макс |
0,6 макс |
0,6 макс |
|||||
Сплющеність оболонки |
2,0% макс |
2,0% макс |
2,0% макс |
1,0% макс |
1,0% макс |
|||||
Довжина хвилі відсікання кабелю, нм |
1450 макс |
1450 макс |
1450 макс |
1450 макс |
1450 макс |
|||||
Втрати на макровигинах, дБ |
0,5 макс на 1550 нм |
0,5 макс на 1625 нм |
0,5 макс на 1625 нм |
0,1 макс на 1625 нм |
0,1 макс на 1625нм |
|||||
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мін |
0,69 мін |
0,69 мін |
0,69 мін |
0,69 мін |
|||||
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1460-1625 нм 1530-1565 нм 1565-1325 нм |
0,1-6 - - |
1-10 - - |
1-10 - - |
2,6-6,0 - 4,0-8,9 |
2,6-6,0 - 4,0-8,9 |
|||||
Знак дисперсії |
± та - |
± та - |
± та - |
± та - |
± та - |
|||||
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
- |
- |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1550 |
0,35 |
1550 |
0,4 |
1625 |
0,4 |
1625 |
0,4 |
1625 |
0,4 |
1625 |
|
Коефіцієнт PMD, пс/ |
0,5 |
0,5 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|||||
Таблиця 3.6 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.656
Характеристика |
G.656.A |
|
Довжина хвилі, нм |
1550 |
|
Діаметр модової плями, мкм |
7,0-11,0±0,7 |
|
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±1 |
|
Діаметр захисного покриття, мкм |
250,0±15 |
|
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,8 максимум |
|
Сплющеність оболонки |
2,0% максимум |
|
Довжина хвилі відсікання кабелю, нм |
1450 максимум |
|
Втрати на макровигині, дБ |
0,5 максимум на 1625 нм |
|
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мінімум |
|
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1460-1625 нм 1530-1565 нм |
2,0-8,0 4,0-7,0 |
|
Знак дисперсії |
+ |
|
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
0,4 |
1460 |
0,35 |
1550 |
|
0,4 |
1625 |
|
Коефіцієнт PMD, пс/ |
0,2 |
|
Таблиця 3.7 – Характеристики оптичного волокна за рекомендацією G.657
Характеристика |
G.657.A |
G.657.B |
||||
Довжина хвилі, нм |
1310 |
1310 |
||||
Діаметр модової плями, мкм |
8,6-9,5±0,4 |
6,3-9,5±0,4 |
||||
Діаметр оболонки, мкм |
125,0±0,7 |
125,0±0,7 |
||||
Ексцентриситет осердя, мкм |
0,5 максимум |
0,5 максимум |
||||
Сплющеність оболонки |
1,0% максимум |
1,0% максимум |
||||
Довжина хвилі зрізу кабелю, нм |
1260 максимум |
1260 максимум |
||||
Втрати на макровигині, дБ: радіус, мм кількість витків: макс. при 1550 нм макс. при 1625 нм |
15 10 0,25 1,0 |
10 1 0,75 1,5 |
15 10 0,03 0,1 |
10 1 0,1 0,2 |
7,5 1 0,5 1,0 |
|
Напруга перевірки, ГПа |
0,69 мінімум |
0,69 мінімум |
||||
Коефіцієнт хроматичної дисперсії, пс/(км·нм), не більше, в інтервалі довжин хвиль: 1285-1330 нм 1525-1575 нм |
3,5 18 |
не є визначальним |
||||
Коефіцієнт загасання, дБ/км; на довжині хвилі, нм |
0,4 |
1310 |
0,5 |
1310 |
||
0.35 |
1383 |
0,3 |
1550 |
|||
0,3 |
1550 |
0,4 |
1625 |
|||
Коефіцієнт PMD, пс/ |
0,20 |
не є визначальним |
||||