1.3.5. Волокна с ненулевой смещенной дисперсией

Волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF (Non Zero Dispersion Shifted Fibers) – рек. МСЭ-Т G.655- появились на рынке телекоммуникаций в 1993 г. [38, 48]

Данный тип оптических волокон характеризуется минимальным максимальным значением хроматической дисперсии в спектральной области третьего окна прозрачности: 0,1…6 пс/(нмкм) в диапазоне длин волн 1530... 1565 нм.

Управление дисперсией также осуществляется путем формирования специальной W- образной формы профиля ОВ. Световоды с профилем подобной формы также называют волокнами с двойной оболочкой (рис. 1.16.)

Рис 1.16. W- образный профиль волокон NZDSF Corning®:

(а) треугольный; (б) ступенчатый.

Таблица 1.4

Изготовитель	Марка OB
Corning®	LEAF® MetroCor™
Alcatel	TeraLightIM Metro TeraLight™ Ultra
Fujikura	SSF
Optical Fiber Solutions (OFS)	TrueWave® RS TrueWave® REACH TrueWave® SRS TrueWave® XL UltraWave™ IDF/SLA
Sumitomo Electric Industries Ltd.	PureMetro'M PureGuide™
Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC)	LAPOSH®

Волокна NZDSF были специально разработаны для применения на оптических сетях с последним поколением DWDM с оптическими усилителями. Отрицательное значение хроматической дисперсии достаточно велико, чтобы минимизировать нелинейный эффект четырехволнового смешения, и достаточно мало, чтобы выделить для каждого оптического канала скорость передачи в 10 Гбит/с на 250 км без установки компенсаторов дисперсии и проведения других специальных мероприятий.

В таблице 1.4 представлены ведущие производители оптических волокон NZDSF, а также их соответствующие торговые марки [48]

1.4. Потери в оптических волокнах

1.4.1. Спектральная характеристика коэффициента затухания оптических волокон

Затухание характеризует потери оптической мощности при распространении оптических сигналов в волокне.

На рис. 1.17 представлена эволюция спектральной характеристики коэффициента затухания оптических волокон [48]

На характеристиках, соответствующих 1975…1980 гг. четко просматривается резкое уменьшение затухания на длинах волн, лежащих в области трех окон прозрачности (850 нм, 1300 нм и 1550 нм). Технология производства оптических волокон совершенствуется, и к 1990 г. наблюдается сглаживание характеристики, по сравнению с более ранним периодом, а также яркого проявления пика поглощения на примесях ОН с максимумом при λ=1380 нм.

Рис. 1.17. Эволюция спектральной зависимости собственных потерь.

На рис. 1.18 приведена спектральная характеристика коэффициента затухания типовых кварцевых одномодовых оптических волокон [48]

Данная характеристика имеет три ярко выраженных особенности:

- общая тенденция уменьшения коэффициента затухания α с увеличением длины волны λ, пропорционально 1/λ², что обусловлено потерями за счет Рэлеевского рассеяния;

- увеличения затухания α в области спектра выше 1,6 мкм, вызванное потерями на изгиб и инфракрасным поглощением кварца;

-локальные максимумы, связанные с гармониками резонанса поглощения примесей гидроксогруппы ОН.

Рис 1.18 Типовая спектральная характеристика коэффициента затухания стандартного кварцевого одномодового оптического волокна.

1.4.2. Волновые диапазоны

Как видно из представленной на рис 1.18 спектральной характеристики для передачи оптических сигналов может использоваться достаточно широкий участок спектра, соответствующий сравнительно малым значениям α. Его принято разбивать на более узкие участки- рабочие диапазоны, или окна прозрачности.

Первоначально основным фактором потерь в ОВ являлась несовершенная технология очистки кварца, поэтому под окнами прозрачности понимались области длин волн вблизи узких локальных минимумов в зависимости потерь от длины волны: 850 нм ( первое), 1310 нм (второе). 1550 нм (третье).

Так, многомодовые оптические волокна предназначены для совместной работой ОСП в первом и втором окнах прозрачности.

В свою очередь, одномодовые оптические волокна также предназначены для передачи сигналов одномодовых ОСП, функционирующих во втором окне прозрачности, при этом коэффициент затухания волокон составляет 0,35…0,40 дБ/км. Однако самое низкое затухание- около 0,20 дБ- достигается в третьем окне прозрачности в области 1550 нм. Таким образом, исторически одномодовому режиму соответствуют второе и третье окна прозрачности.

С развитием технологии очистки кварца стало доступна вся область низких потерь от 1260 нм до 1675 нм. Кривая теперь выглядит гладкой (рис 1.18), и локальные минимумы на ней слабо выражены.

В настоящее время выделяют 6 спектральных диапазонов для одномодовых оптических волокон (табл 1.5) [34, 48]

Таблица 1.5

2	O	Original (основной)	1260…1360 нм
	E	Extended (расширенный)	1360…1460 нм
5	S	Short wavelength (коротковолновый)	1460…1530 нм
3	C	Conventional (стандартный)	1530…1565 нм
4	L	Long wavelength (длинноволновый)	1565…1625 нм
	U	Ultra-long wavelength (сверхдлинный	1625….1675 нм

Современные оптические сети, использующие технологии DWDM, активно используют диапазон С. Также постепенно осваивается четвертое окно- диапазон L. Намечается использование пятого окна- диапазон S. В результате в диапазоне длин волн 1260…1650 мкм обеспечивается полоса пропускания не менее 50 ТГц.