Дисперсионные параметры одномодовых оптических волокон

Хроматическая дисперсия характеризуется коэффициентом хроматической дисперсии D, имеющим размерность пс/(нм^.км), значение которого в паспортных данных достаточно часто указывается на длинах волн, соответствующих второму и третьему окнам прозрачности (1310 и 1550 нм). В качестве примера, в табл. приведены типовые значения коэффициента хроматической дисперсии D волокон рек. МСЭ-Т G.652 и G.653.

Таблица

D, пс/(нм.км)	SSF (G.652)	DSF (G.653)
l=1310 нм	£ 2,7…3,5	£ 25
l=1550 нм	£ 17…18	£ 2,7

Кроме параметра D в качестве характеристик хроматической дисперсии оптических волокон также используют коэффициент наклона дисперсионной характеристики S₀, который имееет размерность пс/(нм^2.км) и относительный коэффициент наклона дисперсионной характеристики RDS=S₀/D с размерностью 1/нм. Последняя величина однозначно связана с полосой пропускания оптического волокна и характеризует поведение дисперсионной характеристики в заданном диапазоне длин волн.

Выше было отмечено, что на сегодняшний день, благодаря усовершенствованию технологии производства оптических волокон стала доступна вся область низких потерь от 1260 нм до 1675 нм. В общем случае значение коэффициента хроматической дисперсии D волокон SSF на конкретной несущей l из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей формуле:

Значения коэффициент наклона дисперсионной характеристики S₀ и длины волны нулевой дисперсии также указываются в паспортных данных на оптические волокна. Например, указанные параметры одномодового оптического волокна CorningÒ SMF-28eÔ составляют: S₀=0,092 пс/(нм^2.км); l₀=1301,5…1321,5 нм

Для волокон со смещенной дисперсией (DSF) величина D на определенной несущей l из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей интерполяционной формуле [48, 50]:

,

В ряде случаев (в частности, для одномодовых оптических волокон NZDSF) указываются значения коэффициентов хроматической дисперсии на длинах волн l₁и l₂, соответствующих границам спектральных диапазонов (l₁…l₂) – например, диапазонам С и L, и формула вычисления D(l) (l₁<l<l₂) определяется непосредственно значениями D(l₁) и D(l₂):

В качестве примера в табл. приведены значения коэффициента хроматической дисперсии D для волокон CorningÒ LEAFÒ на границах диапазонов C и L

Таблица

D, пс/(нм.км)
Диапазон C	Диапазон L
1530 нм	1565 нм	1565 нм	1625 нм
2,0	6,0	4,5	11,2

Максимально допустимое значение хроматической дисперсии на РУ ВОЛП при передаче сигналов со скоростью B, Гбит/с, при условии приращения уровня помех не более чем на 1 дБ, приближенно определяется из следующего соотношения:

пс/нм

Результаты оценки дисперсии ВОЛП и максимальная протяженность РУ, в пределах которого не требуется проведение дополнительных мероприятий по компенсации дисперсии, для волокон SSF и NZDSF на длине волны l=1550 нм представлены в табл.

Таблица

B, Гбит/с	2,5
SDH: STM–
Дисперсия, DРУ max пс/нм
Lmax, км: ОВ SSF (l=1550 нм, D=17 пс/(нм.км))
Lmax, км: ОВ NZDSF (l=1550 нм, D=4,4 пс/(нм.км))

Допустимая величина дисперсии на выходе ВОЛП при скорости передачи 2,5 Гбит/с составляет 16640 пс/км. Данной величине соответствуют предельные значения длины РУ 980 км для волокон SSF и 3782 км для волокон NZDSF. Таким образом, сигналы ОСП уровня STM-16 на рабочей длине волны, соответствующей третьему окну прозрачности, можно передавать по волокнам особенно со смещенной дисперсией практически на неограниченное расстояние. Но уже при скорости передачи 10 Гбит/с (STM-64) допустимая величина дисперсии уменьшается до 1040 пс/нм, и если для волокон NZDSF значение L_max уменьшается до 236 км, то максимальная длина РУ ВОЛП на основе волокон SSF не превышает 62 км. В этом случае увеличение протяженности РУ потребует проведения дополнительных мероприятий по компенсации дисперсии.