Кабели G.652

Кабели G.652: Полное техническое описание, стандарты и области применения

Кабель G.652, также известный как стандартный одномодовый волоконно-оптический кабель (SMF, Standard Single-Mode Fiber), является наиболее распространенным и широко используемым типом оптического волокна в мире. Его разработка и стандартизация Международным союзом электросвязи (ITU-T) в Рекомендации G.652 заложила основу для глобальных магистральных и городских сетей связи. Волокно G.652 характеризуется диаметром модового поля 8.6–9.5 мкм на длине волны 1310 нм и предназначено для работы во втором (O-band, 1260–1360 нм) и третьем (C-band, 1530–1565 нм) окнах прозрачности.

Конструкция и основные технические параметры

Сердцевина волокна G.652 изготавливается из чистого кварцевого стекла с легированием германием для создания градиентного профиля показателя преломления. Оболочка, как правило, выполняется из чистого кварца или кварца, легированного фтором. Для защиты от микроизгибов и механических воздействий волокно покрывается первичным акрилатным или ультрафиолетовым покрытием диаметром около 250 мкм. В зависимости от исполнения кабеля, волокна объединяются в модули, защищаются силовыми элементами (арамидные нити, стеклопластиковые прутки) и внешней полиэтиленовой оболочкой.

Ключевые геометрические и оптические параметры волокна G.652 регламентируются стандартом ITU-T G.652 и приведены в таблице.

Основные характеристики одномодового волокна G.652 (согласно ITU-T G.652.D)
ПараметрУсловия измеренияТипичное значение / Требование
Диаметр модового поля (Mode Field Diameter, MFD)Длина волны 1310 нм8.6 – 9.5 мкм
Диаметр оболочки (Cladding Diameter)125.0 ± 0.7 мкм
Некруглость сердцевины (Core Non-Circularity)< 6%
Концентричность сердцевины/оболочки (Core/Cladding Concentricity Error)< 0.6 мкм
Затухание (Attenuation)1310 нм≤ 0.35 дБ/км (типично 0.32–0.35 дБ/км)
Затухание (Attenuation)1550 нм≤ 0.21 дБ/км (типично 0.19–0.21 дБ/км)
Номинальная длина волны отсечки (Cable Cutoff Wavelength, λcc)В кабеле, длина 22 м≤ 1260 нм
Хроматическая дисперсия (Chromatic Dispersion)1288–1339 нм≤ 3.5 пс/(нм·км)
Нулевая дисперсия (Zero Dispersion Wavelength, λ0)1300 – 1324 нм
Коэффициент дисперсии (Dispersion Slope, S0)на λ0≤ 0.092 пс/(нм²·км)
Коэффициент поляризационной модовой дисперсии (PMD)Для магистрального кабеля≤ 0.20 пс/√км (макс. для канала)

Подкатегории волокна G.652: эволюция стандарта

Стандарт ITU-T G.652 непрерывно развивался, что привело к появлению нескольких подкатегорий (G.652.A, B, C, D), каждая из которых оптимизирована под определенные требования.

    • G.652.A: Базовая версия. Допускает более высокое затухание на 1383 нм из-за пика поглощения гидроксильными группами (OH-). Подходит для систем с одноканальной передачей на 1310 нм или 1550 нм с компенсацией дисперсии.
    • G.652.B: Улучшенная версия с более жесткими требованиями к PMD (≤ 0.20 пс/√км), что позволяет использовать его в высокоскоростных системах (10 Гбит/с и выше) на большие расстояния. Также имеет сниженный пик поглощения OH-.
    • G.652.C/D (волокно с низким содержанием OH-, «полностью обезвоженное»): Наиболее совершенные и распространенные сегодня версии. Ключевое отличие – устранение пика поглощения на 1383 нм (E-диапазон), что расширяет рабочее окно прозрачности с 1260 нм до 1625 нм. Это позволяет использовать спектр для грубого спектрального уплотнения (CWDM) и упрощает диагностику. G.652.D предъявляет самые строгие требования ко всем параметрам, включая PMD.

    Области применения и развертывание

    Благодаря универсальности и отработанной технологии производства, кабели на основе G.652 являются основой для построения:

    • Магистральных и зоновых сетей связи: При использовании систем DWDM с компенсацией дисперсии и оптическими усилителями EDFA.
    • Городских и распределительных сетей (Metro, Access): Включая сети FTTx (FTTH, FTTB).
    • Кабельных систем передачи данных: В центрах обработки данных для межстоечных и межздательных соединений.
    • Промышленных и транспортных сетей: Для систем управления, видеонаблюдения и сбора данных.

    При проектировании систем на основе G.652 критически важно учитывать хроматическую дисперсию, которая на длине волны 1550 нм составляет примерно +17 пс/(нм·км). Для скоростей 10 Гбит/с и выше на дистанциях более 40-50 км требуется компенсация дисперсии с помощью дисперсионно-компенсирующих модулей (DCM) или использования волокон с ненулевой смещенной дисперсией (G.655) на магистрали.

    Сравнение с другими типами одномодовых волокон

    Выбор волокна определяется требованиями к пропускной способности, дальности и экономической эффективности.

    Сравнение одномодовых волокон G.652, G.655 и G.657
    Тип волокна (ITU-T)Ключевая характеристикаНулевая дисперсия (λ0)Основное применениеПреимущества и недостатки относительно G.652
    G.652 (Standard SMF)Нулевая дисперсия в O-диапазоне (~1310 нм)~1310 нмУниверсальное, магистральные, городские, абонентские сети.+ Низкая стоимость. + Широкая совместимость. — Высокая дисперсия в C/L-диапазонах.
    G.655 (NZDSF, Non-Zero Dispersion Shifted Fiber)Смещенная и ненулевая дисперсия в C/L-диапазонахЗа пределами C/L-диапазоновДлинные магистрали с плотным DWDM (40/100G и выше).+ Подавление нелинейных эффектов в DWDM. + Не требует компенсации дисперсии на больших расстояниях. — Выше стоимость. — Меньший диаметр модового поля.
    G.657 (Bend-Insensitive SMF)Повышенная стойкость к микроизгибам~1310 нм (как у G.652)FTTH, помещения, тесные кабельные каналы.+ Возможность изгибов малого радиуса (5-10 мм). + Снижение риска повреждения при монтаже. — Незначительно выше затухание. — Выше стоимость.

    Методы сварки и измерения

    Сварка волокон G.652 осуществляется на автоматических сварочных аппаратах методом электрической дуги. Из-за стандартного размера модового поля и геометрии потери на стыке обычно не превышают 0.02–0.05 дБ при качественной сварке. Для тестирования и приемки кабельных линий на основе G.652 применяется комплекс измерений:

    • Измерение затухания (OTDR, Optical Time Domain Reflectometer): Основной метод. Определяет интегральное затухание отрезка, локализует неоднородности, сварки, изгибы.
    • Измерение дисперсии (Chromatic Dispersion Test Set): Критично для высокоскоростных каналов (>10 Гбит/с).
    • Измерение PMD: Проводится для подтверждения соответствия волокна требованиям высокоскоростных систем.
    • Рефлектометрия на нескольких длинах волн: Позволяет оценить затухание в разных окнах прозрачности, что особенно важно для волокон G.652.C/D.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между G.652.D и более ранними версиями A/B?

Основное отличие G.652.D – это устранение пика поглощения гидроксильными группами (OH-) на длине волны 1383 нм, что делает волокно «полностью обезвоженным» и открывает для использования весь диапазон от 1260 до 1625 нм. Кроме того, G.652.D предъявляет самые жесткие требования к поляризационной модовой дисперсии (PMD ≤ 0.20 пс/√км), что делает его пригодным для систем со скоростью передачи 40 и 100 Гбит/с с использованием сложных методов модуляции.

Можно ли использовать кабель G.652 для построения сети GPON (FTTH)?

Да, кабель на основе волокна G.652.D является стандартным и наиболее экономичным выбором для сетей GPON. Пассивные оптические сети (PON) используют длины волн 1310 нм (восходящий поток) и 1490 нм (нисходящий поток), которые идеально вписываются в рабочий диапазон этого волокна. Для разводки внутри зданий и квартир может использоваться кабель с волокном G.657.A1/A2, которое полностью совместимо с G.652, но обладает повышенной устойчивостью к изгибам.

Какие ограничения накладывает хроматическая дисперсия волокна G.652 при работе на 1550 нм?

Хроматическая дисперсия волокна G.652 на длине волны 1550 нм составляет примерно +17 пс/(нм·км). Это приводит к временному уширению импульсов. Для систем со скоростью 10 Гбит/с дисперсионный лимит (когда дисперсия начинает существенно влиять на качество сигнала) составляет около 40-60 км. Для преодоления этого ограничения применяются дисперсионно-компенсирующие модули (DCM), которые вносят отрицательную дисперсию, или используются передатчики с узкой спектральной шириной линии (например, лазеры с распределенной обратной связью, DFB). В системах 100G и выше с когерентным приемом дисперсия компенсируется цифровыми сигнальными процессорами (DSP) на приемной стороне.

Как правильно выбрать между G.652 и G.655 для магистральной DWDM-сети?

Выбор зависит от масштаба, топологии и планов по модернизации. Волокно G.652 – экономичное решение для сетей средней протяженности или там, где уже проложена инфраструктура. Оно требует установки DCM через каждые 80-100 км. Волокно G.655 (NZDSF) изначально разрабатывалось для сверхдальних магистралей с плотным DWDM, так как его ненулевая дисперсия (~4-6 пс/(нм·км) в C-диапазоне) подавляет нелинейные эффекты, такие как четырехволновое смешение (FWM). Это позволяет увеличивать мощность сигнала и расстояние между ретрансляторами. Однако стоимость кабеля с G.655 выше, а сварка требует более высокой точности из-за меньшего диаметра модового поля.

Что означает маркировка «G.652» на барабане с кабелем? Достаточно ли этой информации для закупки?

Маркировка «G.652» указывает только на тип оптического волокна внутри кабеля. Для полной спецификации и закупки этой информации недостаточно. Необходимо требовать у производителя или поставщика полное техническое описание кабеля, которое должно включать: конкретную подкатегорию волокна (A, B, C, D); конструкцию кабеля (буферная трубка, скрещенный полиэтилен, броня, диэлектрик или металл); количество волокон и их окраску; максимально допустимое растягивающее усилие (RTS) и раздавливающую нагрузку; диапазон температур эксплуатации и монтажа; тип и параметры гидрофобного заполнителя; соответствие дополнительным стандартам (например, ГОСТ Р МЭК 60794).

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.