Дисперсионные параметры одномодовых оптических волокон

Хроматическая дисперсия характеризуется коэффициентом хроматической дисперсии D, имеющим размерность пс/(нм^.км), 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 рек. МСЭ-Т G.652 и G.653.

Таблица 1.7.

Кроме параметра D в качестве характеристик хроматической дисперсии оптических волокон также используют коэффициент наклона дисперсионной характеристики S₀, который имееет размерность пс/(нм^2.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 l из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей формуле:

(1.33)

Значения коэффициент наклона дисперсионной характеристики S₀ и длины волны нулевой дисперсии также указываются в паспортных данных на оптические волокна. Например, указанные параметры одномодового оптического волокна CorningÒ SMF-28eÔ составляют: S₀ =0, 092 пс/(нм^2.км); l₀ =1301, 5…1321, 5 нм.

Для волокон со смещенной дисперсией (DSF) величина D на определенной несущей l из заданного спектрального диапазона оценивается по следующей интерполяционной формуле:

,

(1.34)

В ряде случаев (в частности, для одномодовых оптических волокон NZDSF) указываются значения коэффициентов хроматической дисперсии на длинах волн l₁ и l₂, соответствующих границам спектральных диапазонов (l₁ … l₂) – например, диапазонам С и L, и формула вычисления D(l) (l₁< l< l₂) определяется непосредственно значениями D(l₁) и D(l₂):

(1.35)

В качестве примера в табл. 1.8 приведены значения коэффициента хроматической дисперсии D для волокон CorningÒ LEAFÒ на границах диапазонов C и L.

Таблица 1.8.

Максимально допустимое значение хроматической дисперсии на РУ ВОЛП при передаче сигналов со скоростью B, Гбит/с, при условии приращения уровня помех не более чем на 1 дБ, приближенно определяется из следующего соотношения:

пс/нм

(1.36)

Результаты оценки дисперсии ВОЛП и максимальная протяженность РУ, в пределах которого не требуется проведение дополнительных мероприятий по компенсации дисперсии, для волокон SSF и NZDSF на длине волны l =1550 нм представлены в табл. 1.9.

Таблица 1.9.

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 и 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 L_max 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.