Стандартные одномодовые оптические волокна

Проектирование, строительство и техническая эксплуатация ВОЛП. Список литературы

1. Брусникин М.П., Маркивский В.И. Прокладка оптических кабелей. Вестник связи, №2, 1997.

2. Защитные полиэтиленовые трубы для прокладки кабелей связи. НПО «Стройполимер». – М: 2001.

3. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи по высоковольтным линиям электропередачи напряжением 110 кВ и выше.- М: 1997. – 113 с.

4. Никольский К.К. Связь-Экспокомм-98: кабельная техника. Вестник связи №7, 1998, с. 42.

5. Руководство по монтажу муфты МТОК-96 для магистральных и зоновых оптических кабелей связи. - АО «Связьстройдеталь», 1998, 57 с.

6. Андреев В.А., Бурдин В.А., Попов Б.В., Польников А.И. Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи. - М. Радио и связь, 1996. – 200 с.

7. Правила технической эксплуатации первичных сетей взаимоувязанной сети связи РФ. Книга 3. Правила технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений междугородных линий передачи. – М., Госкомсвязи России, 1998. – 88 с.

8. Состав исполнительной документации на законченные строительством линейные сооружения магистральных и внутризоновых ВОЛП. РД 45.156 – 2000. ЦНТИ «Инфосвязь». – М., 2000.

9. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. РД 45.120-2000. ЦНТИ «Информсвязь». – М., 2000.

10. Б.Д. Носков. Прокладка волоконно-оптических кабелей в пластмассовых трубопроводах для ВОЛП ЖТ. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации линейно-кабельных сооружений. Сборник трудов конференции. Санкт-Петербург, 2002. – 168с.

11. Мафтяхетдинов С.Х. Взгляд на применение технологии прокладки оптических кабелей в защитных пластмассовых трубах. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации линейно-кабельных сооружений. Сборник трудов конференции. Санкт-Петербург, 2002. – 168с.

12. Иванов И.А. Перспективная технология укладки кабелей. Технология и средства связи, №5, 2002.

13. Правила подвески и монтажа самонесущего волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети и высоковольтных линий автоблокировки МПС РФ. – М: 1999. – 55с.

14. Андреев В.А., Бурдин В.А., Попов Б.В., Попов В.Б. Технология строительства ВОЛП. Самара, СРТТЦ ПГАТИ, 2005. – 157с.

15. Андреев В.А., Бурдин В.А. и др. Монтаж муфт и оконечных устройств волоконно-оптических кабелей. Самара, СРТТЦ ПГАТИ, 2005. – 160с.

16. Бурдин В.А. Основы моделирования кусочно-регулярных волоконно-оптических линий передачи. – М.: Радио и связь, 2002. – 360с.

17. Инструкция по прокладке и монтажу оптического кабеля в ПВП трубках «SILICORE». М. «ССКТБ-ТОМАСС», 1998.

18. А.М. Кузнецов, Никитин Б.К. и др. Новая навивная технология ВОК на линиях электропередачи. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации линейно-кабельных сооружений. Сборник трудов конференции. Санкт-Петербург, 2002. – 168с.

19. Руководство по приемке в эксплуатацию линейных сооружений проводной связи и проводного вещания, приложение к приказу МС СССР №40 от 24.01.90г.

20. РД 45.190-2001 Участок кабельный элементарный волоконно-оптической линии передачи. Типовая программа приемочных испытаний.

21. Единое руководство по составлению исполнительной документации на законченные строительством линейные сооружения проводной связи. - утверждено МС СССР, 01.10.91г.

22. Нормы приемо-сдаточных измерений элементарных кабельных участков магистральных и внутризоновых подземных волоконно-оптических линий передачи сети связи общего пользования. – утверждено приказом Госкомсвязи РФ от 17.12.97г. №97.

23. Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых оптических линий связи, МС РФ, 1993г.

24. Руководство по строительству сельских волоконно-оптических линий связи. – М.: ССКТБ-ТОМАСС, 1994г.

25. Бурдин В.А. Метод оценки затухания соединений оптического волокна при монтаже постоянной оптической кабельной вставки. – Метрология и измерительная техника в связи. – 2000. - №6. – стр.25-28.

26. Бурдин В.А., Бурдин А.В., Есин С.Р., Инякин В.В. Способ измерения затухания соединений оптического волокна при монтаже постоянной оптической кабельной вставки. – Патент RU 2168734 Опубл. в Б.И. №16, 2001г.

27. Бурдин В.А., Бурдин А.В. Способ определения потерь оптической мощности в соединении оптических волокон при монтаже оптического кабеля. – Патент RU 2174223 Опубл. в Б.И. №27, 2001г.

28. Бурдин В.А., Бурдин А.В., Воронков А.А. Способ определения потерь оптической мощности в соединении оптических волокон при монтаже вставки оптического кабеля на смонтированном элементарном кабельном участке. – Патент RU №2150093, опубл. в БИ №15, 2000г.

29. Бурдин В.А., Бурдин А.В., Шашкин О.Ю. Способ определения затухания оптического волокна линии связи на смонтированном элементарном кабельном участке. – Патент RU №2150094, опубл. в БИ №15, 2000г.

30. Сабинин Н.К. Экономика строительства ВОЛС подземной прокладки. LIGHTWAVE russian edition №2, 2003г.

31. Гаскевич Е.Б., Шевцов С.Л., Убайдуллаев Р.Р. Маловолоконные кабельные системы – новая концепция для оптических «последних миль». LIGHTWAVE russian edition №2, 2003г.

32. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных ЛЭП напряжением 0,4 – 35 кВ, МЭ, МРФСИ. М., 2003г.

33. Правила устройства электроустановок. Раздел 2. Передача электроэнергии. Главы 2.4, 2.5. – 7-е изд. – М.: НЦ ЭНАС, 2003г.

34. Воронцов А.С., Гурин О.И., Мифтяхетдинов С.Х. и др. Оптические кабели связи российского производства. Справочник. – М.: Эко-Тренз, 2003. – 288с.

35. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи: конструкции и характеристики. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 232с.

36. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. – М.: Эко-Тренз, 2002. – 282с.

37. Технические требования к оптическим кабелям связи, предназначенных для применения на Взаимоувязанной сети Российской федерации. – М.: Минсвязи России, 1998.

38. Воронцов А.С. Оптические кабели на телекоммуникационных сетях России: состояние, проблемы, стратегия и перспективы внедрения. Электросвязь №1, 2003.

39. Вырыпаев А.И., Андреев В.А., Попов Б.В. Система управления качеством волоконно-оптических кабелей ЗАО «СОКК». Электросвязь №6, 2000.

40. Никольский К.К. Волоконно-оптические кабели связи в России. Электросвязь №2, 1999.

41. Портнов Э.Л. Грозозащитный трос с оптическими волокнами. Патент РФ. RU21114473 C16 Н01В11/22, 1998.

42. www.sko.com.ru

43. www.mk.ru

44. www.ofssvs1.ru

45. www.euro-cable.ru

46. www.integ.ru

47. http://svs1.ru

48. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. – М.: ЛЕСАРарт, 2003. – 288с.

49. Андреев В.А., Бурдин А.В. Многомодовые оптические волокна. Теория и приложения на высокоскоростных сетях связи. – М.: Радио и связь, 2004. – 248с.

50. Стерлинг Д. Волоконная оптика: Пер. с англ. – М.: Лори, 1998. – 288с.

51. Kartalopoulos S.V. Introduction to DWDM technology. Data in a Rainbow. – USA.: SPIE optical engineering press, IEEE press. – 2000. – p. 252.

52. Питерских С.Э. Оптические волокна, представленные на российском рынке, и их характеристики. Многомодовые волокна // Lightwave Russian Edition. – 2003. - №2. стр. 21 – 24.

53. Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарифутдинов Р.М. и др. Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Справочник. – М.: Радио и связь, 1993. – 264с.

54. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ.. – М.: Радио и связь, 1989. – 504с.

55. Чео П.К. Волоконная оптика. Приборы и системы: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 220с.

56. Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1987. – 656с.

57. Recommendation ITU-T G.652 (10/2000). Transmission media characteristics – Optical fiber cables. Characteristics of a single-mode optical fiber cable.

58. Recommendation ITU-T G.653 (10/2000). Transmission media characteristics – Optical fiber cables. Characteristics of a dispersion shifted single-mode optical fiber cable.

59. Recommendation ITU-T G.654 (10/2000). Transmission media characteristics – Optical fiber cables. Characteristics of cut-off shifted optical fiber cable.

60. Recommendation ITU-T G.655 (10/2000). Transmission media characteristics – Optical fiber cables. Characteristics of a non-zero dispersion shifted single-mode optical fiber cable.

61. Recommendation ITU-T G.691 Optical interfaces for single channel STM-64 and other SDH systems with optical amplifiers.

62. ОСТ 45.190-2001 Системы передачи волоконно-оптические. Стыки оптические. Термины и определения. – М.: Издание официальное, ЦНТИ «Информсвязь», 2002. – 14с.

63. Recommendation ITU-T G.957 (06/99) Optical interfaces for equipments and systems relating to the synchronous digital hierarchy.

64. Семенов А.Б., Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы. – М.: КомпьютерПресс, 1999. – 482с.

65. Попов С.А. Конференция «Кабели и линии связи»: второе дыхание. Вестник связи - №9, 2006.

66. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи. ВСН-116-93.

67. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи (дополнение по применению установок горизонтально-направленного бурения). ВСН-116-93.

68. ГОСТ Р 21.1703-2000 Правила выполнения рабочей документации проводных средств связи.

69. Андреев В.А. и др. Проектирование волоконно-оптических линий связи. ПИРС, Самара, 1992. – 148с.

70. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. РД 45.120-2000. М.: ЦНТИ «Информсвязь», 2000.

71. Лохтин В.И. Состояние и развитие первичных сетей операторов в свете реорганизации ОАО «Связьинвест». Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации линейно-кабельных сооружений. Сборник трудов конференции. С-Петербург, 2002. – 168с.

72. Сабинин Н.К. Экономика строительства ВОЛС подземной прокладки. Lightwave Russian Edition, 2003, №2. – 14…20с.

73. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. СНиП 11-01-95.

74. Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектной документации на строительство сооружений электросвязи. РП 1.311-1-97.

75. Правила по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи. ПОТ РО-45-009-2003.

76. Галлиуллин Ш.Г. и др. Основы проектирования сооружений связи. М.: Радио и связь, 1981. – 167с.

77. Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых оптических линий связи.

78. Новичков В.В., Сабинин Н.К. Выбираем оптический грозотрос. Lightwave Russian Editon, №3, 2004.

79. Гроднев И.И., Ларин Ю.Т., Теумин И.И. Оптические кабели. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 174с.

80. Семенов А.Б., Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы. – М.: КомпьютерПресс, 1999 – 482с.

81. Положение о службе Государственного надзора за связью в РФ (Главгоссвязьнадзор). Постановление правительства РФ №1156 от 15.11.93г.

82. Руководство по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию волоконно-оптических линий связи магистральных сетей. (Линейно-кабельные сооружения).-М.,ССКТБ,1995.

83. Руководство по защите оптических кабелей от ударов молнией.-М.”Резонанс”,1996.

84. Нормы приёмосдаточных измерений ЭКУ ВОСП магистральных и внутризоновых подземных ВОЛС-М.1997.

85. Основные положения по обеспечению надёжности средств электросвязи. кн. 2 “Основные положения по обеспечению надежности ЛКС ВОЛП”.-М. ЦНИИС,1998.

86. Линии передачи волоконно-оптические на магистральных и внутризоновых первичных сетях ВСС России. Техническая эксплуатация. РД45.047-99.-М.,1999.

87. Аппаратура системы мониторинга оптических кабелей сетей связи. Технические требования. РД.45.028-99.-М.,1999.

88. Концепция построения системы автоматизированного мониторинга волоконно-оптических кабелей. (НПЦ “СПЕКТР”)-Самара.,2000.

89. Руководство по проведению планово-профилактичесикх и аварийно-восстановительных работ на линейно-кабельных сооружениях связи ВОЛП. РД 45.180-2001.-М.,2001.

90. Вставки оптические кабельные временные. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М., ЦНИИС, 1995 г.

91. Рекомендации по восстановлению работоспособности оптического кабеля с помощью временных оптических кабельных вставок на магистральной и внутризоновых линиях передачи, М., Госкомсвязи России, 1997 г.

92. Правила технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений междугородных линий передачи. Книга 3, 1998г.

Общие положения

Важной оптической характеристикой стекла, используемого при изготовления волокна, является дисперсия показателя преломления, проявляющаяся в зависимости скорости распространения сигнала от длины волны - материальная дисперсия. Кроме этого, при производстве одномодового волокна, когда кварцевая нить вытягивается из стеклянной заготовки, в той или иной степени возникают отклонения в геометрии волокна и в радиальном профиле показателя преломления. Сама геометрия волокна вместе с отклонениями от идеального профиля также вносит существенный вклад в зависимость скорости распространения сигнала от длины волны, это - волноводная дисперсия.

Совместное влияние материальной и волноводной дисперсий называют хроматической дисперсией волокна,

Явление хроматической дисперсии ослабевает по мере уменьшения спектральной ширины излучения лазера. Даже если бы можно было использовать идеальный источник монохроматического излучения с нулевую шириной линии генерации, то после модуляции информационным сигналом произошло бы спектральное уширение сигнал, и тем больше уширение, чем больше скорость модуляции. Есть и другие факторы, приводящие к спектральному уширению излучения, из которых можно выделить чирпирование источника излучения.

Сhirp-эффект. Эффект паразитной частотной модуляции излучения полупроводникового лазера, которая возникает при модуляции пропускаемого через лазер тока (тока накачки). Если управляющие токи большие, то происходит разогрев активного кристалла и соответственно изменение параметров резонатора. При этом генерируемый спектр "плывет" и уширяется. Влияние этого эффекта критично при внедрении системы спектрального уплотнения (WDM и DWDM). Для таких систем используют особую схему передатчика, состоящую из маломощного генератора с небольшими токами накачки и оптического усилителя или же генератора с системами стабилизации периметра резонатора и тока накачки и внешнего модулятора.

Таким образом, исходный канал представлен не единственной длиной волны, а группой длин волн в узком спектральном диапазоне - волновым пакетом. Так как различные длины волн распространяются с разными скоростями (или точнее, с разными групповыми скоростями), то оптический импульс, имеющий на входе линии связи строго прямоугольную форму, по мере прохождения по волокну будет становиться все шире и шире. При большом времени распространения в волокне этот импульс может смешаться с соседними импульсами, затрудняя точное их восстановление. С увеличением скорости передачи и длины линии связи влияние хроматической дисперсии возрастает.

Хроматическая дисперсия зависит от материальной и волноводной составляющих. При некоторой длине волны λ_o хроматическая дисперсия обращается в ноль - эту длину волны называютдлиной волны нулевой дисперсии.

Одномодовое кварцевое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления обладает нулевой дисперсией на длине волны 1310 нм. Такое волокно часто называют волокном с несмещенной дисперсией.

Волноводная дисперсия в первую очередь определяется профилем показателя преломления сердцевины волокна и внутренней оболочки. В волокне со сложным профилем показателя преломления, изменяя соотношение между дисперсией среды и дисперсией волновода, можно не только сместить длину волны нулевой дисперсию, но и подобрать нужную форму дисперсионной характеристики, т.е. форму зависимости дисперсии от длины волны.

Форма дисперсионной характеристики является ключевой для систем WDM, в особенности, по волокну со смещенной дисперсией (Рек. ITU-T G.653).

Кроме параметра λ_o используют параметр S_o , описывающий наклон дисперсионной характеристики на длине волны λ_o, рис. В общем случае, наклон на других длинах волн отличается от наклона при длине волны λ_o. Текущее значение наклона S_o определяет линейную составляющую дисперсии в окрестности λ_o.

Рис. Основные параметры зависимости хроматической дисперсии от длины волны: λ_o - длина волны нулевой дисперсии и S_o - наклон дисперсионной характеристики в точке нулевой дисперсии

Хроматическую дисперсию τ_chr (обычно измеряется в пс) можно рассчитать по формуле

τ_chr = D(λ) · Δτ · L,

где D(λ) - коэффициент хроматической дисперсии (пс/(нм*км)) , а L - протяженность линии связи (км). Заметим, что данная формула не точна в случае ультра узкополосных источников излучения.

На рис. раздельно показаны зависимости волноводной дисперсии для волокна с несмещенной (1) и смещенной (2) дисперсией и материальной дисперсии от длины волны.

Рис. Зависимость дисперсии от длины волны (хроматическая дисперсия определяется как сумма материальной и волноводной дисперсий.)

Хроматическая дисперсия системы передачи чувствительна к:
• увеличению длины и числа участков линии связи;
• увеличению скорости передачи (т.к. увеличивается эффективная ширина линии генерации источника).

На нее в меньшей степени влияют:
• уменьшение частотного интервала между каналами;
• увеличение числа каналов.

Хроматическая дисперсия уменьшается при:
• уменьшении абсолютного значения хроматической дисперсии волокна;
• компенсации дисперсии.

В одномодовых оптических волокнах (SM ОВ) диаметр сердцевины соизмерим с длиной волны, и за счет этого в нем существует только одна основная направляемая мода LP₀₁.

Рис. Распространение основной моды LP01 в ступенчатых одномодовых волоконных световодах.

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т в настоящее время различают четыре типа одномодовых оптических волокон

• волокна с нулевой дисперсией (стандартные волокна SSF) – рек МСЭ-Т G.652;
• волокна со смещенной дисперсией (DSF) – рек. МСЭ-Т G.653;
• волокна с минимизацией потерь на длине волны 1550 нм (Low Loss) – рек. МСЭ-Т G.654;
• волокна с ненулевой смещенной дисперсией (NZDSF) – рек. МСЭ-Т G.655.

Рис. Геометрические параметры одномодовых оптических волокон.

Стандартные одномодовые оптические волокна

Стандартные одномодовые оптические волокна также называют волокнами с нулевой дисперсией и волокнами с несмещенной дисперсией (рек. МСЭ-Т G.652) характеризуются нулевой хроматической дисперсией на длине волны 1310 нм. Это основной тип одномодовых оптических волокон, который применяется на сетях связи для различных приложений.

используются следующие сокращения для обозначения одномодовых волокон данного типа:

SSF – Standard Singlemode Fibers – стандартные одномодовые оптические волокна;

SSMF – Standard Singlemode Fibers – стандартные одномодовые оптические волокна;

SF –Standard Fiber – стандартные оптические волокна;

SM – Singlemode – одномодовые оптические волока;

USF – Usual Singlemode Fibers – «обычные» одномодовые оптические волокна;

NDSF – Non Dispersion Shifted Fiber – оптические волокна с несмещенной дисперсией.

Здесь и далее будем использовать аббревиатуру SSF.

Около 90% наземных ВОЛП построены на основе волокон SSF, а общая протяженность ВОЛП с волокнами данного типа достигает сотни миллионов километров.

SSF являются наиболее «зрелым» (выпускаются с 1983 г.) и наиболее дешевым (~25 $/км) типом оптических волокон. В таблице представлены ведущие производители оптических волокон SSF, а также их соответствующие торговые марки.

Волокна SSF характеризуются наиболее простой формой профиля показателя преломления – ступенчатой.

Длина волны нулевой дисперсии совпадает со вторым окном прозрачности (l=1310 нм) – при этом коэффициент затухания a не превышает 0,35 дБ/км, а коэффициент хроматической дисперсии D составляет менее 3,5 пс/(нм^.км). Таким образом, волокна SSF наиболее оптимальны для одномодовых ОСП, работающих во втором окне прозрачности.

В свою очередь, достаточно большое значение хроматической дисперсии при l=1550 нм (порядка D£17 пс/(нм^.км)), не смотря на минимальную величину a£ 0,22 дБ/км, существенно ограничивает возможности использования волокон SSF на скоростях 2,5 Гбит/с и выше. В этом случае для протяженных ВОЛП требуется включение компенсаторов дисперсии.

Таблица

Изготовитель	Марка ОВ
Corningâ	SMF-28TM SMF-28eTM
Alcatel
Fujikura	SSF
Optical Fiber Solutions (OFS)	MC-SM 332 Allwave
Samsung Electronics	SF-SMF-x
Sumitomo Electric Industries Ltd.	SSF PureBandTM
Yangtze Optical Fiber and Cable (YOFC)	268WY
Hitachi cable	SSF
Furukawa	SSF
Pirelli	SMR

Рис.. Типовой ступенчатый профиль показателя преломления одномодовых оптических волокон SSF.

Типовые значения основных параметров передачи волокон SSF приведены в табл.

Таблица