1.5.7. Дисперсионные параметры одномодовых оптических волокон
Хроматическая дисперсия характеризуется коэффициентом xpоматической дисперсии D, имеющим размерность пс/(нмкм), значение которого в паспортных данных достаточно часто указывается на , длинах волн, соответствующих второму и третьему окнам прозрачности (1310 и 1550 нм). В качестве примера, в табл. 1.7 приведены типовые значения коэффициента хроматической дисперсии D волокон МСЭ-Т G.652 и G.653.
Таблица 1.7.
-
D, пс/(нм км)
SSF (G.652)
DSF (G.653)
Я=1310 нм
< 2,7..3,5
<25
Я=1550 нм
< 17...18
£2,7
Кроме параметра D в качестве характеристик хроматической дисерсии оптических волокон также используют коэффициент наклона дисперсионной характеристики S0, который имеет размерность пс/(нм км) и относительный коэффициент наклона дисперсионной характеристики RDS=S0/D с размерностью 1/нм. Последняя величина однозначно связана с полосой пропускания оптического волокна и характеризует поведение дисперсионной характеристики в заданном диапазоне длин волн.
Выше было отмечено, что на сегодняшний день, благодаря усовершенствованию технологии производства оптических волокон стала доступна вся область низких потерь от 1260 нм до 1675 нм. В общем случае значение коэффициента хроматической дисперсии D волокон SSF на конкретной несущей λ из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей формуле [48, 54]:
(1.33)
Значение коэффициент наклона дисперсионной характеристики S0 и длины волны нулевой дисперсии также указываются в паспортных данных на оптические волокна. Например, указанные параметры одномодового оптического волокна Coming® SMF-28e™ составляют: S0=0,092 пс/(нмкм); λо=1301,5...1321,5 нм [48].
Для волокон со смещенной дисперсией (DSF) величина D на определенной несущей λ из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей интерполяционной формуле [48, 50]:
(1.34)
В ряде случаев ( в частности, для одномодовых оптических волокон NZDSF) указываются значения коэффициентов хроматической дисперсии на длинах волн λ1 и λ2
Соответствующих границам спектральных диапазонов (λ1 … λ2 )-например, диапазонам C и L, и формула вычисления D( λ) ( λ1 <λ< λ2 ) определяется непосредственно значениями D(λ1 ) и D(λ2):
(1.35)
В качестве примера в табл 1.8. приведены значения коэффициента хроматической дисперсии D для волокон Corning® LEAF® на границах диапазонов С и L [48]:
Таблица 1.8.
|
D, пс/(нмкм) |
|||
|
Диапазон С |
Диапазон L |
||
|
1530 нм |
1565 нм |
1565 нм |
1625 нм |
|
2.0 |
6.0 |
4.5 |
11.2 |
Максимально допустимое значение хроматической дисперсии на РУ ВОЛП при передаче сигналов со скоростью В, Гбит/с, при условии приращения уровня помех не более чем на 1 дБ, приближенно определяется из следующего соотношения:
(1.36)
Результаты оценки дисперсии ВОЛП и максимальная протяженность РУ, в пределах которого не требуется проведение дополнительных мероприятий по компенсации дисперсии, для волокон SSF NZDSF на длине волны λ=1550 нм представлены в табл. 1.9 [48].
Таблица 1.9.
|
В, Гбит/с |
2,5 |
10 |
40 |
|
SDH: STM- |
cd |
64 |
256 |
|
Дисперсия, DРУ max пс/нм |
16640 |
1040 |
65 |
|
Lmax км: OB SSF (λ=1550 нм, D=17 пс/(нмкм)) |
980 |
62 |
4 |
|
Lmax, км: OB NZDSF (λ=1550 нм, D=4,4 пс/(нмкм)) |
3782 |
236 |
14 |
Допустимая величина дисперсии на выходе ВОЛП при скорости передачи 2,5 Гбит/с составляет 16640 пс/км. Данной величине соответствуют предельные значения длины РУ 980 км для волокон SSF 3782 км для волокон NZDSF. Таким образом, сигналы ОСП уровня STM-16 на рабочей длине волны, соответствующей третьему окну прозрачности, можно передавать по волокнам особенно со смещенной дисперсией практически на неограниченное расстояние. Но уже при скорости передачи 10 Гбит/с (STM-64) допустимая величина дисперсии уменьшается до 1040 пс/нм, и если для волокон NZDSF значение Lmax уменьшается до 236 км, то максимальная длина РУ ВОЛП на основе волокон SSF не превышает 62 км. В этом случае увеличение протяженности РУ потребует проведения дополнительных мероприятий по компенсации дисперсии.