ООВ со смещенной ненулевой дисперсией

Спектральному уплотнению ВОЛС препятствуют нелинейные эффекты, в частности, эффект так называемого 4-волнового смешения, который наиболее сильно проявляется вблизи точки нулевой дисперсии λ0. Световые импульсы, находящиеся в двух соседних с λ0спектральных каналах λ1и λ2, при распро­странении по волокну формируют 2 симметрично расположенных паразитных канала, которые накладываются на другие рабочие каналы и создают помехи. Во избежание этого точка нулевой дисперсии была вынесена за пределы 3-го окна прозрачности (1530-1565 нм). При этом подавлению помех способствует наличие небольшой дисперсии в рабочем окне прозрачности.

Так были созданы ООВ - также со смещенной, но ненулевой дисперсией Non Zero Dispersion Shifted (NZDS), удовлетворяющие рек. ITU-T G.655. Точка нулевой дисперсии в них смещена в область более длинных волн, например, 1565-1570 нм в результате корректировки либо W-образного или треугольного профиля показателя преломления, либо разности показателей преломления сердцевины и оболочки ООВ. В волокнах NZDS нелинейные эффекты в основ­ном подавляются.

Волокна со смещенной ненулевой дисперсией компании Corning получи­ли обозначение SMF-LS(Long Shifted), a Lucent Technologies - наименование True Wave. Оптические параметры ООВ различных компаний представлены в табл. 3.4-3.6.

Фирмой Corning в результате дальнейшего совершенствования ООВ со смещенной ненулевой дисперсией NZDS разработано волокно NZDS с увели­ченной площадью поля моды и соответственно светового потока (Large Effec­tive Area Fiber, LEAF) по сравнению ООВ типа LS. Площадь его модового пят­на, т. е. световедущей зоны почти на 30% больше, чем у SMF-LS (соответст­венно 72 мкм2 вместо 55 мкм2). Благодаря этому можно повысить уровень оп­тической мощности, вводимой в ОВ, на 2 дБ без достижения при этом порога возникновения нелинейных эффектов. В результате длины регенерационных участков увеличиваются на 10-15%.

Так как оптические волокна с более высокой площадью модового пятна обеспечивают одновременное уменьшение влияния всех нелинейных искаже­ний, которые являются серьезным ограничением в многоканальных системах с DWDM, волокно LEAF создает возможность более эффективного спектрально­го уплотнения (DWDM) при большей гибкости использования каналов.

Помимо улучшенных по сравнению с другими волокнами NZDS эксплуата­ционных показателей в обычном диапазоне (1530-1565 нм), волокно LEAF позволяет выйти на новые технологические рубежи в развитии волоконно-оптических сетей и приступить к освоению длинноволнового диапазона (1565-1625 нм), а бла­годаря возможности увеличения дальности передачи оптического сигнала, во­локно LEAF требует меньшего числа линейных регенераторов, что дает эконо­мию при построении сетей.

Таблица 3.4

Основные оптические параметры ООВ компании Corning

Параметры SMF-28 SMF-DS SMF-LS LEAF
Коэффициент затухания, дБ/км на волнах 1310 нм 1550 нм 1625 нм   ≤0,34 ≤0,20 ─   ─ ≤0,25 ─     ≤0,50 ≤0,25 ─   ─ ≤0,22 ≤0,25
Диаметр поля моды, мкм на волнах 1310 нм 1550 нм   9,20±0,40 10,35±0,80   ─ 8,10x0,65   6,6 8,40±0,50   ─ 9,2-10,00
Длина волны нулевой дисперсии λ0, нм 1301,5-1321,5 1535-1565 - -
Хроматическая дисперсия, пс/нм∙км на волнах 1525-1575 нм 1530-1560 нм 1530-1565 нм 1565-1625 нм       ─1)   ≤2,72)     -(0,1-З,5)3)   2,0-6,04) 4,5-11,25)
Наклон кривой дисперсии So, пс/нм2 ∙км ≤0,090 ≤0,085
Поляризационная модовая дисперсия, пс/ √км волокна линии     ≤0,2 ≤0,1     ≤0,5 ─     ≤0,5 ─     ≤0,2 ≤0,08
Разность показателей преломления, % сердцевины-оболочки 0,36 ─_ ─_
Числовая апертура 0,13 0,17 0,16
Длина волны отсечки в кабеле, нм

Таблица 3.5

Основные оптические параметры ООВ компании Lucent Technologies

Параметры All Wave True Wave True Wave RS
Коэффициент затухания, дБ/км на волнах 1310 нм 1385 нм 1550 нм   ≤0,35 ≤0,31 ≤0,21-0,25   ≤0,5 <0,1 0,22-0,25   ≤0,4 ≤1,0 0,22-0,25
Диаметр поля моды, мкм на волне 1310 нм 1550 нм   9,3±0,5 10,5±1,0   ─ 8,4±0,6   ─ 8,4±0,6
Хроматическая дисперсия, пс/нм∙км на волнах 1540-1560 нм 1530-1565 нм 1565-1620 нм 1310 нм   ─ ─ ─ ─   0,8-4,6 ─ ─ ─   ─ 2,6-6,0 4,0-8,6
Наклон кривой дисперсии S0, пс/нм2∙км ≤0,092 ≤0,095 ≤0,050
Поляризационная модовая дисперсия волокна волне 1550 нм. пс/√км ≤0,5 ≤0,5 ≤0,1
Длина волны отсечки в кабеле, нм ≤1260 ≤1260 ≤1260
Разность показателей преломления сердцевины-оболочки,% 0,75

Таблица 3.6

Основные оптические параметры ООВ компании Alcatel

Параметры ASMF-200 Teralight
Коэффициент затухания, дБ/км на волнах 1310 нм 1285-1330 нм 1550 нм 1525-1575 нм 1625 нм   0,34 0,38 0,21 0,25 ─   ─ ─ 0,25 0,28 0,25
Диаметр поля моды, мкм на волнах 1310 нм 1550 нм   9,1±0,5 ─   ─ 9,2±0,5
Хроматическая дисперсия, пс/нм∙км на волнах 1285-1330 нм 1440 нм 1550 нм 1530-1565 нм 1565 нм 1600 нм   ≤3,5 ─ ─ ─ ─     ─ 0,1 5,5-10 8,9 10,9
Длина волны нулевой дисперсии, нм   1300-1320  
Длина волны отсечки, нм в волокне в кабеле   1150-1330   ─ <1300
Наклон кривой дисперсии, пс/нм2∙км 0,092 0,058
Эффективная площадь сечения ОВ, мкм2
Потери в пике ОН- на волне 1380-1390 нм, дБ/км ≤2,0 ≤1
Поляризационная модовая дисперсия (ПМД) на волне 1550 нм. пс/√км: максимальная средняя   0,2 0,1   0,2 0,1

Примечание.Хроматическая дисперсия (пс/нм∙км) рассчитывается по формулам:

1) ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru - в диапазоне 1200-1600 нм,

2) ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru - диапазоне 1500-1600 нм,

3) ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru ,

4) ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru ,

5) ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru .

Компанией Lucent Technologies разработано несколько типов одномодовыхОВ, среди которых следует назвать волокно True Wave (табл. 3.5). Это во­локно с ненулевой дисперсией, способное работать в окнах прозрачности 3 и 4, имеет пологую кривую зависимости затухания от длины волны в этих окнах и малую чувствительность к изгибам (рис. 3.7). Волокно True Wave имеет глад­кую и пологую зависимость хроматической дисперсии от длины волны (рис.3.8) благодаря чему обеспечивается эффективное подавление 4-волнового смещения.

ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru

Рис. 3.7. Зависимость потерь в волокне True Wave от длины волны

Волокно Lucent Technologies марки True Wave RS (Reduce Slope) обладает по сравнению с True Wave 1-го поколения малым наклоном кривой дисперсии (≤0,05 вместо ≤0,095 пс/нм2∙км). Более пологая кривая дисперсии сохраняется в обоихокнах прозрачности 3 и 4. Волокно True Wave RS имеет весьма малую поляризационную модовую дисперсию (≤0,1 пс/√км )

Компания Alcatel также выпускает ООВ с увеличенной площадью попе­речного сечения (Аэф=65мкм2) марки Teralight. Кривая дисперсии рассчитана так, что точка нулевой дисперсии смещена на длину волны λ0=1440 нм.

Кроме того, уменьшен наклон кривой дисперсии, благодаря чему появля­ется возможность спектрального уплотнения в области 1450 нм и выше (окно прозрачности 5). Суммарный объем информации, передаваемый по волокну, при интервалах между соседними каналами 50 ГГц (0,4 нм) может достигать в перспективе 1,6-2,0 Тбит/с.

Все три типа волокна (NZDS-LEAF, True Wave RS и Teralight) могут одновременно работать в окнах прозрачности 3 (1530-1565 нм) и 4 (1565-1625 или 1565-1620 нм). Благодаря этому увеличивается число рабочих длин волн при спектральном уплотнении волокон.

ООВ со смещенной ненулевой дисперсией - student2.ru

Рис. 3.8. Зависимость дисперсии от длины волны

В отличие от SMF-LS точка нулевой дисперсии LEAF, True Wave и Ter­alight сдвинута в область не более длинных, а более коротких волн (например, 1520-1525 нм). Сравнить оптические, конструктивные и механические пара­метры всех трех типов волокон можно по данным табл. 3.4-3.7.

Таблица 3.7

Конструктивные и механические параметры

Параметр LEAF True Wave RS Teralight
Диаметр оболочки, мкм 125±1 125±1 125±1
Эксцентриситет сердцевины-оболочки, мкм ≤0,5 ≤0,6 ≤0,6
Некруглость оболочки, % ≤1 ≤1 ≤2
Диаметр покрытия, мкм 245±10 245±10 245±10
Эксцентриситет покрытия-оболочки, мкм ≤12 ≤10 ≤10
Радиус собственного изгиба волокна, м ≥4,0 ≥2,0 ≥4,0
Перемотка с натяжением, Гпа ≥0,7 0,7 ≥0,7
Изгибостойкость - прирост затухания на 1 виток, оправка 32 мм, дБ/км: длина волны 1550 нм 1600 нм 1625 нм На 100 витков, оправка 75 мм, дБ/км: 1550 нм, 1600 нм 1625 нм     <0,50 ─ ≤0,50   ≤0,05 ≤0,05     ≤0,5 ≤0,6 ─   ≤0,05 ─     ≤0,5 ─ ≤0,5   ≤0,05 ─
Усилие снятия покрытия, Н 3,0 1,3-8,9 >1

Рабочий диапазон температур для всех волокон Corning, Lucent Technolo­gies и Alcatel одинаков: от -60° до +85°С.

На мировом рынке наибольшим спросом пользуются ООВ со смешенной -ненулевой дисперсией NZDS и, судя по всему, они наиболее перспективны. Особенно это относится к волокнам True Wave RS, LEAF, Teralight, допускаю­щих передачу больших информационных потоков.

Наши рекомендации