Таблица 3.6. Примеры типовых характеристик стекловолокон

Совокупная дисперсия световода определяется соотношением:

пм <

(3.4)

где Тмм - межмодовая; - материальная; Тв - волноводная; ! -поляризационная.

Кроме того, многомодовое волокно еще характеризуется полосой пропускания:

AF =

0,44

(3.5)

Хроматическая дисперсия зависит от ширины спектра излучения т, =т, -ДЛ + тд.ДЛ, (3.6)

где ДХ - ширина спектра источника излучения; Туд и Туд (удельная нормированная) величина, измеряемая [пс/нм-км].

Наиболее важные типовые характеристики волоконных световодов приведены в табл. 3.6.

Еще одной характерной особенностью волоконных световодов является структура профиля показателя преломления сердцевины и оболочки. Примеры структур и их влияние на параметры дисперсии показаны на рис. 3.15.

Известно множество конструкций оптических кабелей. Среди них необходимо вьщелить кабели для сетей доступа, которые должны отвечать следующим требованиям:

- относительно низкая стоимость;

- требуемая полоса пропускания;

- допустимое затухание на участке доступа; j

- простое сопряжение с источниками и приемниками излучения; I

- работа при различных температурах;

- устойчивость к влаге, давлению, вибрациям и т.д.

Оптические кабели в сетях доступа подразделяются на объектовые, распределительные и магистральные.

Объектовые оптические кабели (абонентские) выполняются в формате 1-2 волокон (рис. 3.16).

Для распределительной и магистральной линий могут использоваться кабели модульной, ленточной и профилированной конструкций. Они отличаются емкостью и способом размещения волокон. Свободная укладка волокон позволяет компенсировать механические и термические воздействия на волокно в известных пределах нагрузок. Конструкции этих типов кабелей приведены на рис. 3.17.

8-10 мкм 125 мкм

50 мкм 125 мкм

Тх, пс/нм-км

1,4 1,5 1,6 1,7 Л, мкм Нулевая дисперсия 1310 нм ?

Тх, пс/нм-км

1,2 1,3 l,4/i;5 1,6 1,7 Я., мкм а

Смещенная нулевая дисперсия 1550 нм

фо;; .iivTxyqTa

ROVeRfll

. fit-

400 200

-200 -1-1 -400 -

хмм,пс/км Т0 тщП .Цтопос

--- Ж

1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Х,мкм.

.:,т йо.-,.- .}( -1

в) q

V -i

Рис. 3.15. Примеры взаимосвязи профиля показателя преломления и величины дисперсии волоконных световодов:

а) ступенчатый профиль показателя преломления оптического волокна; б) треугольный профиль показателя преломления оптического волокна; в) фздиентный профиль многомодового оптического волокна

При оконечивании оптических кабелей, которое осуществляется, как правило, в герметичных кроссовых шкафах и ящиках, каждое волокно завершается разъемным соединителем. Известен ряд стандартов соединителей: коннекторы типа ST (для многомодовых кабелей); типа FC (для одномодовых кабелей); типа SC (для одномодовых и многомодовых кабелей); розетки соответственно ST, FC, SC; адапте-

ры обнаженного волокна для временного оперативного соединения; постоянные и переменные аттенюаторы; ответвители и разветвители,

различающиеся коэффициентом деления мощности сигнала. Оптическое волокно

Буферное покрытие

Упрочняющие нити

Наружная оболочка

Оптическое волокно

Наружная оболочка

Буферное покрытие

Упрочняющие нити

Габариты 4,4x7,5 мм

lUdOn ifOieTS

Рис. 3.16. Примеры конструкций объектовых (абонентских) кабелей с волоконными световодами и плотной укладкой волокон

Внешняя оболочка кабеля Оптическое волокно в буферном покрытии 900 мкм

Модули с оптическими волокнами (1-4 ОВ)

Волоконный световод

Центральный силовой элемент

Паз с уложенными

волокнами в буферном покрытии

Оболочка

кабеля

Упрочняющие -К

элементы Ленточные сборки

оптических волокон (ОВ)

Металлический или стеклопластиковый прочный профильный сердечник

Рис. 3.17. Конструкция оптических кабелей: а) 4-волоконный распределительный оптический кабель; б) 20-волоконный распределительный оптический кабель; в) 12-волокон-ный оптический кабель с профильным сердечником и свободной укладкой волокон /с

Сращивание отдельных волокон различных строительных длин оптических кабелей производится сваркой. В отдельных случаях могут использоваться сплайсовые (трубочные) соединения. Прокладка оптических кабелей сети доступа может быть осуществлена в распределительных желобах, закрепляемых на стены зданий, вдуванием сжатым воздухом в пластиковые трубчатые каналы, которые проложены в зданиях под штукатуркой, подвеской между зданиями или прокладкой в кабельной канализации.

Более подробную информацию относительно оптических кабелей можно найти в [13-15]. Полезные рекомендации по использованию волоконно-оптических кабелей содержатся в статье [16].

Актуальной задачей для волоконно-оптических кабелей является повышение эффективности использования полосы частот передачи стекловолокна.

Рассмотрим оценку полосы пропускания двух типов световодов, выполненных по рекомендации Международного союза электросвязи (МСЭ) G.652:

- волокно G.652 с водяным пиком;

- волокно G.652 АН Wave.

В волокне с водяным пиком, который обусловлен поглощением оптической энергии на волнах 1360... 1430 нм остатками воды (гидроксильное соединение ОН), образующегося из-за технологического несовершенства производства волокна, используются два диапазона волн 1260...1360 нм и 1430... 1580 нм. Этим волновым диапазонам соответствуют полосы частот 17,4x10 Гц и 19,8x10 Гц или 17,4 ТГц и 19,8 ТГц.

В волокне Alt Wave, благодаря технологическому совершенству производства, устранен водяной пик затухания. Это волокно имеет диапазон волн передачи с наименьшими потерями мощности 1260...1675 нм, что соответствует частотной полосе около 60 ТГц. Приведенная оценка полосы частот передачи стекловолокна показывает, что оно имеет офом-ный частотный диапазон для организации передачи информационных данных со скоростями до нескольких десятков террабит (Тбит/с).

3.3. Физический уровень. Синхронная цифровая иерархия

Сегодня на Единой сети электросвязи (ЕСЭ) РФ используется оборудование мультиплексирования плезиохронной цифровой иерархии (PDH) и оборудование синхронной цифровой иерархии (Synchronous digital hierarchy, SDH). Исторически первыми появились цифровые системы передачи (ЦСП) PDH. В России это ЦСП местных первичных сетей: ИКМ-12, ИКМ-15, ИКМ-30 и их разновидности. Затем были разработаны и внедрены ЦСП-PDH на городских и внутризоновых сетях ИКМ-120, ИКМ-480, а также волоконно-оптическая система передачи (ВОСП) типа Сопка . Одним из недостатков PDH мультиплексирования