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
SDH: STM-	cd
Дисперсия, DРУ max пс/нм
Lmax км: OB SSF (λ=1550 нм, D=17 пс/(нмкм))
Lmax, км: OB NZDSF (λ=1550 нм, D=4,4 пс/(нмкм))

 

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.