Печать

Оптическое волокно в III тысячелетии.

Кандидат технических наук, Горбачев О.В.

Все оптические волокна используемые в телекоммуникациях имеют сердцевину и оболочку с защитным покрытием. В настоящее время практически все производимые оптические волокна являются одномодовыми с диаметром кварцевой сердцевины 8-10мкм. Значительно реже применяются многомодовые волокна с диаметром сердцевины 50 и 62,5мкм. Главный недостаток многомодового оптоволокна – большая величина модовой дисперсии, ограничивающая полосу пропускания, и соответственно, дальность передачи. Многомодовое оптоволокно используется в ВОЛС с большим количеством ответвителей, но на небольших расстояниях до 4 км.

Как известно, при распространении излучения в ОВ возникают потери связанные с инфракрасным поглощением и релеевским рассеянием. Поглощение в собственно стекле волокна падает с частотой, в то время как потери из-за релеевского рассеяния на дефектах стекла с увеличением частоты растет. Сейчас обеспечено снижение потерь ОВ (с 1000 до 0,15 дБ/км) и минимизация влияния различного рода дисперсий ОВ (межмодовой, хроматической и поляризационной) на максимальную скорость передачи).

Реальная результирующая кривая затухания отличается от теоретической, что связано с химическим составом оптоволокна (прежде всего примесями), и приводит к ухудшению егопрозрачности на определенных длинах волн.

Участки спектра,на которых достигаются минимальные значения затухания, получили название окон прозрачности. В современной волоконно-оптической технике используются три основных окна прозрачности: 1 окно- в области 850 нм; 2 окно -1270(1280)-1375нм; 3 окно- 1528-1565 нм.

В результате минимальное поглощение приходится на отдельные «окна прозрачности» (обычно это 1,3 мкм и 1,55 мкм), которые лежат в ближнем ИК-диапазоне, и именно на этих частотах и работает оптоволоконная связь.

В 3-ем тысячелетии было создано волокно с  низким поглощением в области водяного пика. В 2000-2002 гг. созданы DWDM-системы с пропускной способностью до 1,6 Тбит/с. Лучшее современное одномодовое волокно стандарта G652D с нулевым водяным пиком (ZWP) имеет идеальную геометрию и низкий ПМД). Волокно ZWP позволяет использовать весь спектр от 1260 до 1625нм, что обеспечивает до 18 каналов передачи.

Наиболее перспективны для сетей FTTH – устойчивые к изгибам волокна, отвечающие требованиям рекомендации G.657. При построении сетей доступа и инфраструктур внутри помещений вероятность резких изгибов кабеля гораздо выше, чем при построении магистралей, а волокна G.657 можно сгибать в кольца радиусом до 10 мм (волокна Категории А) и до 7,5 мм (Категории В). Все ведущие производители уже предлагают волокна, отвечающие требованиям стандарта G.657 или даже превосходящие эти требования. Это волокно BendBrightXS (Draka Comteq), ClearCurve (Corning), AllWave FLEX ZWP (OFS), FutureGuide SR15E (Категория А) и FutureGuide SR7.5 (Категория B) компании Fujikura.

Оптические кабели практически вытеснили медножильные кабели в магистральных и городских сетях и сильно потеснили в локальных сетях связи. Принципиальных технологических прорывов в сфере производства оптического кабеля в настоящее время не наблюдается. Основные технологические новшества касаются совершенствования собственно оптического волокна, которые внедряются зарубежными производителями.

Основным элементом оптического кабеля является волокно, именно оно обеспечивает уникальные свойства оптических кабелей:

- способность передавать сигнал без ретрансляторов на большие расстояния (100-300 км);

- фантастическая широкополосность (по одному волокну можно передавать 5 тысяч телефонных звонков одновременно или смотреть 300 телевизионных программ)

- высокая шумозащищенность (внешние электромагнитные и акустические волны практически не вносят искажений в передаваемый сигнал);

- устойчивость к внешним воздействиям в течение длительного времени (работоспособность в температурном диапазоне -50°С - +70 °С более 25 лет)

Оптические волокна являлись ключевой составляющей волоконных систем, успешное развитие технологии которых и позволило реализовать преимущества оптических систем передачи, позволило занять ВОСП ведущие позиции в телекоммуникационном мире.