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.

В настоящее время в литературе 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 1.1. представлены ведущие производители оптических волокон SSF, а также их соответствующие торговые марки.

Волокна SSF характеризуются наиболее простой формой профиля показателя преломления – ступенчатой (рис. 1.14) [48].

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 1.1.

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

 

Рис. 1.14. Типовой ступенчатый профиль показателя преломления одномодовых оптических волокон SSF.

 

Типовые значения основных параметров передачи волокон SSF приведены в табл. 1.2.

 

Таблица 1.2.

Длина волны l, нм
Коэффициент затухания a, дБ/км	менее 0,35	менее 0,22
Коэффициент хроматической дисперсии D, пс/(нм^.км)	не более 3,5	не более 17
Диаметр пятна моды, W0, мкм	9,2±0,4	10,4±0,8 мкм
Длина волны нулевой дисперсии, l0, нм	1302…1322
Наклон в точке нулевой дисперсии, S0, пс/(нм^.км^2)	0,092

 

Волокна со смещенной дисперсией.

 

В 1985 г. был создан новый тип одномодовых оптических волокон – волокон со смещенной дисперсией DSF (Dispersion Shifted Fibers) (рек. МСЭ-Т G.653).

 

Рис. 1.15. Профиль показателя преломления оптического волокна DSF Triguide (Sumsung Electronics Industries Ltd).

 

Длина волны нулевой дисперсией у волокон DSF смещена в область третьего окна прозрачности (l =1550 нм), которому соответствует минимальный коэффициент затухания. Смещение дисперсии достигается путем формирования профиля показателя преломления специальной формы, например, треугольной или W-образной треугольной (рис. 1.15).

Предполагалось, что сочетание низкой дисперсии, малого затухания, возможности согласования с оптическими усилителями на базе волокон, легированных эрбием EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifiers), сделает эти оптические волокна идеальными для работы с одномодовыми ОСП в третьем окне прозрачности на длине волны l =1550 нм. Однако последующее изучение нелинейных эффектов изменило эту точку зрения.

Рынок волокон DSF составляют трансконтинентальные ВОЛП, в которых одна длина волны передается на расстояние в несколько тысяч километров, а также магистральные ВОЛП.

Волокна DSF идеальны для работы в третьем окне прозрачности на одной оптической несущей.

При спектральном уплотнении в области l =1550 нм применение волокон DSF приводит к существенным искажениям передаваемых сигналов. По этой причине использование волокон DSF совместно с аппаратурой ОСП WDM неприемлемо. В результате в последние годы производство волокон данного типа резко снизилось.