Скорость и точность — два ключевых требования к оптоволоконным сетям, обеспечивающим критически важную связь, будь то соединение сообществ или покрытие континентов. Для телемедицины, беспилотных автомобилей, видеоконференций и других приложений, требующих высокой пропускной способности, пользователям необходимы более быстрые соединения FTTH и мобильная связь 5G. С появлением большого количества центров обработки данных и быстрым развитием искусственного интеллекта и машинного обучения, а также с повышением скорости сетей и поддержкой скоростей 800G и выше, все характеристики оптоволокна стали критически важными.
Согласно стандарту ITU-T G.650.3, для комплексной идентификации волокон и обеспечения высокой производительности сети требуются оптический рефлектометр (OTDR), устройство измерения оптических потерь (OLTS), а также тесты хроматической дисперсии (CD) и поляризационной модовой дисперсии (PMD). Поэтому управление значениями CD является ключом к обеспечению целостности и эффективности передачи данных.
Хотя CD является естественной характеристикой всех оптических волокон, то есть, согласно стандарту ITU-T G.650.3, для передачи широкополосных импульсов на большие расстояния дисперсия становится проблемой для оптических волокон со скоростью передачи данных свыше 10 Гбит/с. CD может серьёзно повлиять на качество сигнала, особенно в высокоскоростных системах связи, и тестирование является ключом к решению этой проблемы.
Что такое CD?
При распространении световых импульсов разных длин волн в оптических волокнах дисперсия света может привести к перекрытию и искажению импульсов, что в конечном итоге приводит к снижению качества передаваемого сигнала. Существует два вида дисперсии: материальная дисперсия и волноводная дисперсия.
Дисперсия материала является неотъемлемым фактором всех типов оптических волокон, что может привести к тому, что волны разной длины будут распространяться с разной скоростью, в конечном итоге приводя к тому, что волны разных длин будут достигать удаленного приемопередатчика в разное время.
Волноводная дисперсия возникает в волноводной структуре оптических волокон, где оптические сигналы распространяются через сердцевину и оболочку волокон, имеющие различные показатели преломления. Это приводит к изменению диаметра поля моды и изменению скорости сигнала на каждой длине волны.
Поддержание определённого уровня CD критически важно для предотвращения возникновения других нелинейных эффектов, поэтому нулевое значение CD не рекомендуется. Однако CD необходимо контролировать на приемлемом уровне, чтобы избежать негативного влияния на целостность сигнала и качество обслуживания.
Как тип волокна влияет на дисперсию?
Как упоминалось ранее, CD является неотъемлемой естественной характеристикой любого оптического волокна, но тип волокна играет решающую роль в управлении CD. Операторы сетей могут выбирать волокна с «естественной» дисперсией или волокна со смещенными кривыми дисперсии, чтобы снизить влияние CD в определенном диапазоне длин волн.
Наиболее распространённым волокном в современных сетях является стандартное волокно ITU-T G.652 с естественной дисперсией. Волокно ITU-T G.653 с нулевой смещенной дисперсией не поддерживает передачу DWDM, тогда как волокно G.655 с ненулевой смещенной дисперсией имеет меньший коэффициент рассеяния (CD), но оптимизировано для больших расстояний и, кроме того, стоит дороже.
В конечном счёте, операторы должны понимать типы волоконно-оптических кабелей в своих сетях. Если большинство оптических волокон соответствует стандарту G.652, но некоторые — другим типам, то отсутствие видимости CD во всех каналах повлияет на качество обслуживания.
В заключение
Хроматическая дисперсия остаётся проблемой, которую необходимо решить для обеспечения надёжности и эффективности высокоскоростных систем связи. Характеристики волокон и их тестирование играют ключевую роль в решении проблемы дисперсии, предоставляя техническим специалистам и инженерам необходимые знания для проектирования, развертывания и обслуживания инфраструктуры, обеспечивающей критически важную глобальную связь. В связи с непрерывным развитием и расширением сети Softel продолжит разрабатывать инновации и выводить на рынок новые решения, занимая лидирующие позиции в поддержке внедрения передовых технологий.
Время публикации: 20 марта 2025 г.