Lightwave 2004 01

. . .

. . .

0

Научно�технический журнал №1/2004

Издается с 2003 года.Выходит 4 раза в год

Учредитель: Pennwell Corp.98 Spit Brook RoadNashua New Hampshire 03062-5737 USAТел.: +1 603 891-0123

Издатель: Издательство «Высокие технологии»по лицензии Pennwell Corp.E-mail: [email protected]

Главный редактор:Олег Наний.Тел.: (095) [email protected]

Редактор отдела оптических сетейРустам Убайдуллаев

Ответственный секретарь:Александра Никонова.Тел./факс: (095) [email protected]

Верстка и дизайн: Дмитрий Дуев,Борис Лазарев

Для писем:Россия, 105043 Москва, а/я 5

Подписной индекс по каталогу «Роспечать» – 82933.Подписано в печать 31.03.2004. Формат 60х90/8.Гарнитура Helios. Печать офсетная.Бумага мелованная. Печ. л. 7,0. Тираж 4000 экз. Заказ №269

Отпечатанов ООО «Типография «БДЦ-Пресс»Москва, ул. Стромынка, д. 25.Тел./факс: 995-15-99, 995-45-99

Издание зарегистрированов Министерстве Российской Федерациипо делам печати, телерадиовещанияи средств массовых коммуникаций.Свидетельство о регистрации ПИ №77-14327 от 10.01.2003ISSN 1727-7248© Издательство «Высокие технологии», 2004

3 От редактора

5 Новости ECOC

14 Новости мира связи

18 Экономика

❑ Волоконно-оптическая связь:экономическая реальностьи технологические перспективы

22 WDM и оптические сети связи

❑ Пассивные оптические сети PON.Часть 1. Архитектура и стандарты

29 Кабели

❑ Особенности строительства ВОЛСв России

❑ Оптические волокна, представленныена российском рынке,и их характеристики.Многомодовые волокна

❑ Высококачественная сварка оптическихволокон: методы и оборудование

42 Измерительная техника

❑ Интерферометрический методизмерения параметров оптическихразъемов

46 Новые продукты и технологии

❑ Новое поколение активных волоконныхсветоводов

❑ Система «Коридортм» – синтез традицийи новизны

50 Основы ВОЛС

❑ Приемники цифровых волоконно-оптических систем связи

53 Интернет-директории

54 Адресная книга

55 Работа & Карьера

❑ Проект как работа

№1 2004

Обложка: Дмитрий Дуев

Пассивныеоптические сети

Измерениепараметров

оптических разъемов

стр. 42

1www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE russian edition №1 2004

стр. 24

Основы ВОЛС.Оптические приемники

стр. 50

ССооддеерржжааннииее

Рождение и стремительное развитие во�

локонно�оптической связи не оставило

сомнений в том, что только эта техноло�

гия способна удовлетворить растущие

потребности людей в объемах получае�

мой и передаваемой информации. Лави�

на научных открытий и изобретений, породивших новые тех�

нологические решения, обеспечила полное вытеснение опти�

ческими кабелями старых медных кабелей в системах даль�

ней связи. Для России развитие сетей дальней связи столь

же необходимо в начале ХХI века, сколь необходимо было

развитие сети железных дорог на рубеже XIX и XX столетий.

Технологиям волоконно�оптических систем дальней связи,

вопросам строительства и эксплуатации ВОЛС были посвя�

щены первые два выпуска нашего журнала LIGHTWAVE

Russian Edition, вышедшие в 2003 году.

Вместе с тем потенциал оптической связи, новые виды услуг

и новое качество информационного обслуживания организа�

ций и людей могут быть реализованы только при условии

развития городских сетей и сетей доступа к глобальной воло�

конно�оптической информационной сети. Поэтому темой пер�

вого в 2004 году номера журнала Lightwave Russian Edition

стали городские сети и сети доступа. Экономический и техни�

ческий анализ показывает, что решения на основе волокон�

ной оптики стали экономически обоснованными как для горо�

дских сетей, так и для сетей доступа. Одной из ключевых

технологий в сетях доступа, благодаря своей экономичности,

стала технология пассивных оптических сетей (PON).

Мы получили много откликов, в которых, наряду с поддерж�

кой журнала, высказываются конкретные критические заме�

чания. Судя по откликам, материалы первых выпусков вас

заинтересовали, а со всеми критическими замечаниями мы

внимательно знакомимся и учитываем их в своей дальней�

шей работе. Благодарю всех, кто прислал нам отзывы, рас�

цениваю их как конкретный вклад в решение нашей общей

задачи – создание по�настоящему интересного, актуального

и полезного журнала.

Подводя итог прошедшего 2003 года, могу твердо

утверждать: журнал LIGHTWAVE Russian Edition состоялся.

Всего за полгода с момента выхода первого номера мы суме�

ли создать прекрасный авторский коллектив и заинтересо�

вать читателей нашими материалами и планами на будущее.

Дорогие читатели, надеюсь на продолжение диалога с вами,

на вашу заинтересованность в дальнейшем улучшении каче�

ства журнала.

В 2004 году в соответствии с редакционным планом выйдут

четыре номера.

Хочу призвать рекламодателей внимательно ознакомиться с

их содержанием и составить планы своей рекламной компа�

нии в журнале LIGHTWAVE Russian Edition.

3www.lightwave-russia.com

От редактора

LIGHTWAVE russian edition №1 2004

Дата выхода №1 2004Март

№2 2004Июнь

№3 2004Сентябрь

№4 2004Декабрь

Теманомера

Оптические сети доступа

Методы спектрального

уплотнения(WDM)

Современныеоптические

кабели.Строительство

ВОЛС

Тестированиеи эксплуата-

ция ВОЛС

Основныеразделыжурнала

Содержание по разделам

Экономика

Экономические итехнологические

перспективыВОЛС

Экономическийанализ

оптических сетей

Какие кабелинужны

в России

Экономическиевопросы

тестированияВОЛС

Оптическиесети

WDM, PON,AON

Пассивныеоптические

сети

WDM системыдля городских се-тей и линий даль-

ней связи

Оптическиеинтерфейсы

Ethernet, SDH,ATM

Измерениесистемных

характеристикВОСП

Кабели

Оптическиекабели для сетей

доступа илокальных сетей

Проектированиеи производствосовременных

кабелей

Новыетехнологии

строительстваи кабели

Ремонти эксплуатация

ВОЛС

Измерения

Измеренияпараметровоптическихразъемов

Спектральныеизмерения

Измерениезатухания

Оборудованиедля анализа

сетей

Стандарты СертификацияВОЛС

СтандартизацияWDM

Стандартизацияпараметровоптических

кабелей

Стандартизацияизмеренийпараметров

ВОСП

Новоститехнологий.Достижения

Фотонно-кристаллические

волокна

Перестраиваимыелазеры

для WDM

Пластиковыеоптические

волокна

Динамическаякомпенсация

дисперсии

Учебныестатьи

Приемникиоптическогоизлучения

Пассивныеэлементы WDM

Бюджетмощности

и дальностьпередачи

информации

Функциониро-вание

оптическихсетей

Сопутствую-щие меро-

приятия

CABEX Связь-

Экспоком

Инфоком –Москва

ВКСС Norvecom

Редакционный план

Поправки к № 2 2003.1. В статье Н.К. Сабинина «Экономика строительства ВОЛС под�земной прокладки» по вине редакции допущена ошибка. На рис. 9был помещен график, относящийся к рис. 5.Исправляя свою ошибку, приводим правильный график.2. На стр. 42 допущена ошибка в названии четвертой заметки.Правильное название: «Новый оптический мини�рефлектометр».

Рис. 9. Приведенная стоимость варианта «Селедки в банке»


Новости ECOC

Общие сведения о конференциии выставке ECOCХотя размеры выставки были скромнее, чем

год назад в Копенгагене [1] (число участни-

ков сократилось с 401 до 267), ее атмосфе-

ра намного оптимистичнее.

Конференция же собрала рекордное число

докладчиков (число принятых докладов воз-

росло на 20% по сравнению с прошлым

годом и достигло 1032). Многие участники

нынешней конференции высказывали

предположение, что рынок наконец достиг

нижнего предела и можно ожидать его пос-

тепенного возвращения в нормальную

стадию роста. Большинство аналитиков

предсказывают возобновление роста, хотя

и медленного, в 2004 году.

Пленарная сессияНа пленарной сессии конференции были

представлены четыре доклада, два из кото-

рых сделали представители крупнейших

коммерческих компаний (Nortel Networks,

Канада, и NTT, Япония). Два других докла-

да сделали представители науки: профес-

сор университета г. Глазго (Великобрита-

ния) и директор по научным исследованиям

компании Сефриел (Cefriel, Италия).

Роль новых видов услуг в разви-тии телекоммуникаций Доклад Питера Ньюкомба (Peter Newcomb),

президента регионального представительства

(Европа, Ближний Восток, Африка) отделения

оптических сетей компании Nortel Networks,

был посвящен лидирующей роли новых видов

услуг в развитии телекоммуникаций [2].

СС 2211 ппоо 2255 ссееннттяяббрряя 22000033 ггооддаа вв РРииммииннии ((ИИттааллиияя)) ссооссттоояяллаассьь 2299��яя ЕЕввррооппееййссккааяя ккооннффееррееннцциияяппоо ооппттииччеессккоойй ссввяяззии ((EEuurrooppeeaann CCoonnffeerreennccee oonn OOppttiiccaall CCoommmmuunniiccaattiioonn —— EECCOOCC 22000033)).. ВВ ээттоомм ггооддууккооннффееррееннцциияя EECCOOCC ппррооввооддииллаассьь ссооввммеессттнноо сс 1144��йй ММеежжддууннаарроодднноойй ккооннффееррееннццииеейй ппоо ииннттееггррааллььннооййооппттииккее ии ввооллооккоонннноо��ооппттииччеессккоойй ссввяяззии ((IInntteerrnnaattiioonnaall CCoonnffeerreennccee oonn IInntteeggrraatteedd OOppttiiccss aanndd OOppttiiccaall FFiibbrreeCCoommmmuunniiccaattiioonn —— IIOOOOCC 22000033)).. ТТррааддииццииоонннноо вв ддннии ррааббооттыы ккооннффееррееннццииии ппррооххооддиитт ккррууппннааяя ввыыссттааввккааооббооррууддоовваанниияя ии ууссллуугг вв ооббллаассттии ооппттииччеессккоойй ссввяяззии ии вв ппррииллееггааюющщиихх кк ннеейй ооббллаассттяяхх

Выставка в Римини

Как всегда, технология являлась ключе-вым объектом как на конференции, так ина выставке. Но, как отмечал ряд экспер-тов, нет смысла в самой передовой техно-логии, если неизвестно, куда движетсярынок. Поэтому вопросам экономическим,вопросам анализа ситуации на рынке иперспективам его развития также былоуделено большое внимание на состояв-шейся конференции.Работа регулярных сессий конференциипроходила по пяти направлениям.1. Волокна, волоконно-оптические устрой-

ства и усилители.2. Волноводные устройства, устройства на

основе фотонных кристаллов и опти-ческие модуляторы.

3. Оптоэлектронные полупроводниковыеустройства.

4. Передающие системы, подсистемы исетевые устройства.

5. Сети и их применение.Кроме регулярных сессий в рамках конфе-ренции прошли пять симпозиумов: 1 . Симпозиум по широкополосным сетям

доступа.2. Симпозиум по материалам с фотонны-

ми запрещенными зонами.3. Пришло ли время для 40 Гбит/с систем?4. Симпозиум по управляемым оптичес-

ким системам.5. Симпозиум, посвященный восстановле-

нию телекоммуникационной индустрии.Заседание. Президиум


6 www.lightwave-russia.com

«Провайдеры уже начинают обсуждать объ-

екты для инвестирования, а не пути сокра-

щения расходов, – отметил Питер Ньюкомб,

– Сам факт наличия таких дискуссий явля-

ется позитивным знаком, но пока еще

слишком рано делать прогнозы о том, ког-

да такие разговоры приведут к увеличению

доходов».

Г-н Ньюкомб охарактеризовал предприни-

мательский сектор как определяющий для

всего телекоммуникационного рынка. По

мере восстановления рынка после провала

последних лет необходимо определить нап-

равления, в которых применение оптичес-

ких технологий поможет внедрению и

широкому использованию новых видов

услуг связи, способных обеспечить рост

доходов в отрасли.

По его мнению, часть крупных и средних

корпораций откажется от строительства

своих собственных частных сетей связи и

будет готова удовлетвориться меньшим

контролем за сетью, предоставив его про-

вайдерам. По его мнению, наблюдается

рост интереса к управляемым оптическим

широкополосным услугам (managed optical

broadband services). В этих условиях для

завоевания лидирующих позиций в отрасли

необходимо постоянно внедрять и разви-

вать новые виды услуг.

Оптические сети связии обществоДоклад Масао Кавачи (Masao Kawachi),

исполнительного директора научного и

технологического секторов корпорации

NTT (Nippon Telegraph and Telephone

Corporation, Япония), назывался «Больше

HIKARI (света) для широкополосных соци-

ально ориентированных сетей связи» [3].

Основная мысль докладчика заключалась

в том, что развитие и внедрение оптичес-

ких технологий в телекоммуникации – это

основной путь удовлетворения растущих

потребностей общества в обмене инфор-

мацией. Компания NTT начала исследова-

ния в области волоконно-оптической свя-

зи еще в 1965 году, а в 1980 году воло-

конно-оптическая связь стала рассматри-

ваться как отдельное коммерческое нап-

равление деятельности компании. В 1985

году была создана основа общенацио-

нальной волоконно-оптической магист-

ральной сети связи, и с тех пор строи-

тельство новых волоконно-оптических ли-

ний связи стало основой развития сетей

дальней связи в Японии. Начиная с 1993

года компания NTT начала продвижение

волоконно-оптических технологий в сети

доступа и с тех пор инвестирует в это

направление около 200 млрд. иен (при-

мерно $ 2 млрд.). Таким образом, слово

«HIKARI», которое по-японски означает

«свет», «оптика» или «фотоника», стало

практически символом NTT. Г-н Кавачи

призвал европейцев также запомнить это

слово, т.к., по его мнению, оно приобрета-

ет общемировое значение благодаря

вкладу японских компаний в развитие

оптических телекоммуникаций.

Начиная с 2001 года компания NTT предос-

тавляет услуги по широкополосному опти-

ческому доступу. Используемая технология

обеспечивает скорости 100 Мбит/с как для

прямого, так и для обратного потока.

Абонентская плата при постоянном (24 часа)

подключении обычно составляет 7600 иен

(около $ 76) в месяц. Внедрение технологии

«волокно в дом» (FTTH) в Японии считается

приоритетным направлением в развитии

волоконно-оптической связи.

В ноябре 2002 года корпорация NTT объя-

вила о своей амбициозной программе раз-

вития оптических сетей связи под названи-

ем «Приоритетная роль оптических сетей

связи в мировом информационном сообще-

стве». По мнению корпорации NTT, новое

поколение оптических сетей будет социаль-

но направлено и приведет к ускоренному

развитию общества: сеть соединит людей,

компании и другие части социума при

помощи интерактивной широкополосной

оптической сети.

Фотонные кристаллы и волокнаПрофессор университета г. Глазго Ричард

Де ля Рю (Richard M. De la Rue) посвятил

доклад развитию технологии и созданию

новых устройств на основе фотонных

кристаллов и волокон [4]. Фотонные крис-

таллы – это новый вид искусственного

материала, в котором показатель прелом-

ления изменяется периодически вдоль

одного, двух или трех направлений. В

последнее время появились новые техно-

логические возможности, способные

обеспечить высокий контраст периоди-

ческой структуры. По мнению автора,

большое будущее ожидает планарные

фотонно-кристаллические устройства на

полупроводниковых подложках. Такие

устройства интенсивно изучаются

Рис. 1. Развитие магистральных и городских волоконно�оптическихсетей способствует ускорению внедрения всех технологийширокополосного доступа

Новости ECOC



в течение последних 5–10 лет, и в настоя-

щее время появился ряд практически важ-

ных и перспективных технических уст-

ройств. Особенно перспективным выглядит

создание фотонно-кристаллических волно-

водов и резонаторов, т.к. такие структуры

позволяют эффективно управлять процес-

сами испускания света атомами.

Главная задача, которую, по мнению гос-

подина Де ля Рю, предстоит решить уче-

ным и инженерам, – это разработка

эффективной технологии производства

фотонных кристаллов. Необходимо суще-

ственно увеличить точность изготовления

периодических структур для уменьшения

потерь до приемлемого уровня. Перспек-

тивы появления новых устройств на осно-

ве фотонных кристаллов и их применения

в системах связи, по мнению автора,

весьма многообещающи. Поэтому можно

прогнозировать быстрый прогресс техно-

логии их производства и скорое появле-

ние новых фотонно-кристаллических

устройств на рынке.

Будущее сетевых технологийБудущему сетевых технологий посвятил

свой доклад Маурицио Дечина (Maurizio

Decina), директор по научным исследовани-

ям компании Сефриел (Cefriel), Италия [5]. В

докладе автор отразил свое видение техно-

логического развития сетей связи и инфор-

мационных услуг в ближайшее десятилетие.

Во-первых, подчеркнул г-н Дечина, харак-

терной чертой будут оставаться экспоненци-

альный рост как потребностей в информа-

ции, так и технических возможностей их

удовлетворения.

Свидетельством этого является соответ-

ствующий рост ключевых технических пока-

зателей, таких, как мощность процессоров,

объем памяти, скорость обмена информа-

цией, физические размеры и др. В то же

время важным моментом будет перевод

всех информационно-телекоммуникацион-

ных услуг на использование интернет-про-

токола, в том числе приложений реального

времени (голос, видео).

Говоря о будущих технологических тенден-

циях, следует, по мнению г-на Дечина,

разделять базовые сети и сети доступа.

На транспортном уровне глобальных

и городских сетей связи вполне определен-

но будут доминировать оптические (фотон-

ные) технологии передачи информации,

развитие же сетей доступа будет опреде-

ляться конкуренцией оптических техноло-

гий и различных беспроводных технологий,

которые могут использоваться либо как

дополнение, либо как альтернатива воло-

конной оптике. К быстро развивающимся

технологиям беспроводного доступа г-н

Дечина отнес следующие: Wi-Fi, Ultra Wide

Band, Ad Hoc Networks, Sensor networks,

RFID и др. (рис. 1).

Вместе с тем главные изменения будут

связаны не с технологическими новинка-

ми, а с эволюцией модели сетевой работы

как таковой. Девяностые годы XX века

характеризовались опережающим ростом

интернет-трафика по сравнению с телефо-

ным трафиком. Распределенные вычисле-

ния (pervasive computing) станут стимулом

развития будущих сетей, которые предоста-

вят пользователям не только высококачест-

венные услуги связи за умеренную цену, но,

главное, возможность доступа из любой

точки земли к личным или корпоративным

данным, вычислительным ресурсам и базам

данных.

Литература1. Новости ECOC 2002 Lightwave Russian

Edition, № 1, 2003, с. 5–6.

2. Newcombe P. Service Innovation – How to

lead the Field, ECOC–IOOC 2003

Proceedings, Vol.5, p. 3, Rimini, 2003.

3 Kawachi M. More «HIKARI (light)» for

Broadband Resonant Communication,

ECOC–IOOC 2003 Proceedings, Vol.5, p. 5,

Rimini, 2003.

4. Richard M. de La Rue. Photonic Crystal and

Photonic Wire Devices and Technology,


Rimini, 2003.

5. Maurizio D. The Future of Networking,


Rimini, 2003.

Рис. 2. График роста плотности компонентов в интегральных схемах (Закон Мура).

В 2010 прогнозируется технологический скачок – переход от классической эры к кван�товой, когда будут использоваться квантовые вычисления и средства связи. Класси�ческие средства вычислений не смогут обеспечить экспоненциальный рост вычисли�тельной мощности (Moore's Wall – «стена Мура»)

Рис. 3. Объем информации, накоп�ленной человечеством на различныхносителях. Вся накопленная человечеством инфор�мация оценивается в несколько десятковэкзабайт (1018 байт).Годовой рост объема всей создаваемойинформации – более 50%

Новости ECOC


Чи

сло

по

луп

ро

вод

ни

ковы

хэл

емен

тов

Закон Мура

Год выпуска

Хар

акте

рн

ый

раз

мер

элем

енто

в, м

км


Среди всех направлений исследований,

представленных в разделе «Волокна, воло-

конно-оптические устройства и усилители»,

мне бы хотелось особенно выделить работы

в области создания и исследования свойств

оптических волокон с фотонно-кристалличес-

кой структурой – фотонно-кристаллических

волокон (PCF – photonic crystal fibres). Что ка-

сается секции по рамановским усилителям,

которую оргкомитет поручил мне провести,

то на ней были представлены в основном

доклады, относящиеся к применению рама-

новских усилителей. Работы в этой области

вышли на инженерный, конструкторский уро-

вень. По-прежнему актуальной в научном

плане остается задача создания усилителей с

очень широкой полосой усиления (более 100

нм). На работах в этом направлении я кратко

остановлюсь в конце обзора.

Об огромном интересе к фотонно-кристал-

лическим волокнам свидетельствует хотя

бы количество представленных на конфе-

ренции докладов. Фотонно-кристалличес-

ким волокнам были посвящены развернутая

общеобразовательная лекция и две регу-

лярные технические сессии. Близким вопро-

сам, связанным с изучением фотонных

кристаллов, был посвящен симпозиум,

состоявший из трех заседаний,

и пленарный доклад.

Лекция [1] Андерса Бьерклева из Датского

технического университета (Anders Bjarklev,

COM, Technical University of Denmark,

Denmark) «Фотонно-кристаллические во-

локна и их применение» (Photonic Crystal

Fibres and their Applications), как и другие

общеобразовательные лекции, предназна-

чена в первую очередь специалистам смеж-

ных областей, которые хотят быстро «войти

в тему», являющуюся для них новой. Как

правило, изложение ведется на доступном

уровне, но вместе с тем весьма квалифици-

рованно и без «упрощенчества». Это дости-

гается благодаря высокой квалификации

докладчиков, привлекаемых оргкомитетом.

Надо отметить, что такие лекции полезны и

для тех, кто специализируется в этом нап-

равлении, так как представляют собой сжа-

тые обзоры, сделанные лучшими специа-

листами. Я, например, сам стараюсь посе-

щать такие лекции по интересующим меня

направлениям, хотя бы для того, чтобы убе-

диться, что не пропустил что-либо сущест-

венное и примечательное.

Включение в программу конференции учеб-

ной лекции по фотонно-кристаллическим

волокнам говорит о том, что исследования в

этой области достигли определенного уров-

ня зрелости и находятся на пике интереса к

ним, в том числе со стороны специалистов

смежных направлений.

Прежде чем объяснить, чем вызван такой

интерес к фотонно-кристаллическим волок-

нам, стоит уточнить, о каких объектах,

собственно говоря, идет речь. Из названия

следует, что мы говорим об объектах,

родственных другому интереснейшему сов-

ременному материалу – фотонным кристал-

лам. Фотонные кристаллы – это диэлектри-

ческие материалы, обладающие трехмер-

ной структурой показателя преломления.

Период решетки близок к длине световых

волн видимого или инфракрасного диапа-

зона, что вызывает очень сильное измене-

ние оптических свойств фотонных кристал-

лов. В частности, оказалось возможным

создавать фотонные кристаллы с пол-

ностью запрещенной оптической зонной

структурой!

Фотонно-кристаллические волокна – это

волокна, оболочка которых представляет

собой двумерный фотонный кристалл. То

есть оболочка в поперечном сечении обла-

дает периодической структурой. Применяют-

ся и другие термины для обозначения таких

волокон: дырчатые волокна, микрострукту-

рированные волокна. Терминология в этой

области на сегодняшний день еще не устоя-

лась. Мне, например, казалось более точ-

ным ко всему классу таких волокон приме-

нять термин «микроструктурированные во-

локна». При правильном выборе периода и

величины изменения показателя преломле-

ния свет полностью отражается от оболочки

на определенных длинах волн и может

распространяться по сердцевине с меньшим

показателем преломления, чем средний

показатель преломления оболочки.

Так чем же вызван интерес к фотонно-крис-

таллическим волокнам (PCF)? В первую

очередь огромными возможностями для уп-

равления свойствами оптического волокна

и, следовательно, распространением света.

Во-первых, открываются недоступные ранее

возможности для управления волноводной

дисперсией. Очень интересна возможность

сдвигать длину волны нулевой дисперсии в

видимую область спектра, обеспечивая ус-

ловия для солитонных режимов распростра-

нения видимого света. В обычных волново-

дах это практически недостижимо.

ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ФОТОННО�КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙОБЗОР РАЗДЕЛА «ВОЛОКНА, ВОЛОКОННО�ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА И УСИЛИТЕЛИ»

Е. М. ДИАНОВ, академик,директор Научного центра по волоконной оптикеИнститута общей физики Российской академии наук (НЦВО ИОФ РАН),член программного комитета конференции ECOC 2003 E�mail: [email protected]

Новости ECOC



Возможность управления показателем пре-

ломления оболочки позволяет создавать

так называемые неограниченно одномодо-

вые волокна. В них на любой длине волны

распространяется только одна мода.

Еще целый класс возможных применений

PCF связан с получением одномодового

режима в волокнах с большим диаметром

сердцевины. И, наконец, пожалуй, самое ин-

тересное: в PCF возможно распространение

света в полой сердцевине, что позволяет на

несколько порядков увеличить мощность

вводимого в них излучения, уменьшить

потери и нелинейные эффекты.

Хотя этим далеко не исчерпываются перс-

пективы практического применения PCF,

думаю, сказанного достаточно, чтобы объ-

яснить огромный интерес к ним. Уже сейчас

очевидны перспективы создания различных

специализированных пассивных и активных

элементов на основе PCF. Возможно, в кон-

це концов фотонно-кристаллические волок-

на окажутся перспективны и для дальней

связи. По крайней мере, предпосылки для

этого есть: если свет распространяется по

воздушной сердцевине, то нет ни нелиней-

ности, ни материальной дисперсии – и поте-

ри, в принципе, могут быть значительно

меньше «рэлеевского предела»

кварцевого волокна.

Какие же доклады вызвали наибольший

интерес?

Не могу не отметить приглашенный обзор-

ный доклад группы сотрудников универси-

тета города Бас (University of Bath, United

Kingdom) и компании BlazePhotonics Ltd.,

представленный профессором Расселом

(Russell P.St.J.), «Фотонно-кристалличес-

кие волокна: управление распростране-

нием света» [2]. В нем рассказано о дос-

тижениях и перспективах в области разра-

ботки, исследования и применения фотон-

но-кристаллических волокон, приведена их

классификация, сделаны прогнозы. Доклад

очень и очень интересен как по подбору

материала, так и по стилю изложения.

Определенный интерес вызвал доклад груп-

пы ученых из Саутгемптонского университе-

та (University of Southampton, United

Kingdom) «SOHO (SОlid ‘HОley’) Fiber» [3].

Он посвящен решению важнейшей техноло-

гической проблемы: обеспечению строгой

периодичности фотонной структуры оболоч-

ки волокна и постоянства отношения диа-

метра капилляров (дырок) к периоду струк-

туры (d/� ). Дело в том, что технология изго-

товления фотонно-кристаллических волокон

– это сложный процесс. Сначала изготовля-

ется первичная заготовка из стеклянных

трубок, они спекаются и вытягиваются.

Этот процесс повторяется несколько раз.

Периодический нагрев и вытягивание

могут приводить к изменению

структурного параметра d/�.

Авторами доклада предложено новое фотон-

но-кристаллическое волокно, названное ими

волокном SOHO (SОlid ‘HОley’). То есть твер-

дое дырчатое волокно. В этом волокне капил-

ляры стеклянных трубок сделаны не полыми, а

заполнены стеклом другого состава. Конечно,

в этом случае

есть проиг-

рыш в величи-

не контраста

показателя

преломления,

но открывает-

ся возмож-

ность исполь-

зовать стекла

специального

состава. Под-

бором состава

стекол уда-

лось, напри-

мер, создать

волокно SOHO с рекордной нелинейностью.

Соотношение коэффициентов нелинейности в

PCF на основе комбинации кварц/воздух и в

PCF на основе комбинации стекол B1/H2

(волокно SOHO) показано на рис. 1.

Идея заполнять отверстия не воздухом, а

каким-нибудь веществом реализована и в

совместном докладе ученых из Датского

технического университета и университета

Чалмерс (COM, Technical University of

Denmark, Denmark, & University of

Technology, Sweden) «Перестраиваемые

фотонные запрещенные зоны в фотон-

но-кристаллических волокнах, заполнен-

ных жидкими кристаллами» (Tunable

Photonic BandGaps in a Photonic Crystal Fiber

Filled with a Cholesteric Liquid Crystal) [4].

Сама по себе идея управления свойствами

PCF путем заполнения капилляров различ-

ными веществами не является абсолютно

новой, однако впервые для этой цели

использованы холестерические жидкие

кристаллы – вещества, оптические свой-

ства которых сами по себе очень интерес-

ны. Жидкие кристаллы в обычных условиях

обладают зонной структурой, поэтому вве-

дение их в состав PCF придает новые свой-

ства оптическим волокнам.

Еще одна важная задача, решить которую

помогает создание фотонных структур –

получение сильного двулучепреломления.

В обычных волокнах не удается получить

разность показателей преломления для

двух поляризаций более одной тысячной.

Преодолеть эту важную границу удалось

исследователям из фирмы Alcatel (Alcatel

Research & Innovation, France). Результаты

работы были представлены в докладе

«Характеристики поддерживающего

поляризацию микроструктурированного

волокна» (Characterization of a Polarization

Maintaining Microstructured Fiber) [5]. В соз-

данном ими волокне двулучепреломление

создается за счет того, что трубки уложены

в виде параллелограммов (рис. 2).

Рис. 1. Зависимости максимальныхзначений нелинейности �� от диамет�ра сердцевины в PCF составакварц/стекло и волокне SOHO соста�ва B1/H1

Рис. 2. Структураподдерживающегополяризацию фотон�но�кристаллическоговолокна

Рис.3. Спектральная зависимостьвеличины двулучепреломления вподдерживающем поляризациюфотонно�кристаллическом волокне

Новости ECOC



Оптические свойства стандартного волокна

со ступенчатым профилем показателя пре-

ломления удобно описывать, пользуясь обоб-

щенным V-парамером. Волновой параметр

стандартного волокна VSIF задается следую-

щей зависимостью от длины волны �:

,

где a – диаметр сердцевины, noo и ncl – пока-

затели преломления сердцевины и оболоч-

ки соответственно.

Аналогичного, удобного для практических

расчетов параметра до настоящего времени

не существовало, т.к. не было однозначнос-

ти в определении диаметра сердцевины

фотонно-кристаллических волокон. В докла-

де «Оптические свойства фотонно-крис-

таллических волокон, выраженные через

V-параметр» (Optical Properties of Photonic

Crystal Fibers Expressed by the V-Parameter)

[6] предложено однозначное определение

волнового параметра фотонно-кристалли-

ческого волокна VPCF :

,

где � – характерный размер периодичес-

кой сруктуры, noo(�) и ncl(�) – показатели

преломления фундаментальной моды и

первой оболочечной соответственно. Ана-

логично тому, как волновой параметр мо-

жет быть использован для нахождения дли-

ны волны отсечки из условия VSIF = 2,405,

длина волны отсечки PCF может быть най-

дена из следующего условия на волновой

параметр:

VPCF = � .

Анализу достигнутых результатов и бли-

жайших перспектив в области управления

дисперсионными и поляризационными ха-

рактеристиками PCF посвящен обзорный

доклад «Поддерживающие поляриза-

цию фотонно-кристаллические волокна

с управляемой дисперсией для сетевых

устройств и систем» (Dispersion

Controlled and Polarization Maintaining

Photonic Crystal Fibers that Will Create

Highperformance Network Systems and

Devices) [7].

Еще один важный вопрос, рассмотренный

на конференции, – прочность фотонно-крис-

таллических волокон на растяжение. Предс-

тавленные в докладе «Стойкость фотон-

но-кристаллических волокон к напряже-

ниям и температурным колебаниям»

(Temperature Cycling and Tensile Proof of

Photonic Crystal Fiber) [8] результаты экспе-

риментальных исследований показали, что

PCF способны выдерживать растягивающие

усилия порядка 60 Н. То есть по прочности

на растяжение они сравнимы с обычными

волокнами. Мне интересно было сравнить

представленные в докладе результаты с ре-

зультатами аналогичных работ, проводимых

в научном центре волоконной оптики

(НЦВО) ИОФ РАН. В целом полученные

оценки прочности фотонно-кристаллических

волокон совпадают. Правда, в наших рабо-

тах выявлено существование некоторых

слабых точек, которые, впрочем, принципи-

ально устранимы при совершенствовании

технологии производства PCF. В работе [8]

приведены также результаты измерений

температурной зависимости потерь PCF.

Был обнаружен рост потерь при низких тем-

пературах, связанный, как предполагают

авторы, с наличием паров воды в воздуш-

ных капиллярах. (Хотя строгое доказатель-

ство этого отсутствует.) Просушка и продув-

ка PCF позволила уменьшить температурно

наводимые потери.

Проблеме уменьшения изгибных потерь и

размеров оболочки со 125 до 80 мкм посвя-

щена работа «Совместимые со стандарт-

ным одномодовым волокном нечувстви-

тельные к изгибам одномодовые дырча-

тые волокна для применения в волокон-

но-оптических сетях» (Bend-Insensitive

Single-Mode Holey Fibre with SMF-Compatibility

for Optical Wiring Applications) [9]. Эти иссле-

дования очень важны для решения пробле-

мы последней мили, так как волокно с малы-

ми изгибными потерями экономит место в

оптических шкафах. Решить эту проблему

также помогают PCF. Экспериментально

установлено, что в разработанных PCF диа-

метром 80 мкм допускается изгиб � 10 мм,

без существенного прироста затухания.

Принципиально важному вопросу о том,

насколько малыми могут быть сделаны по-

тери в фотонно-кристаллических волокнах с

воздушной сердцевиной, посвящены два те-

оретических доклада: «Дисперсионные

свойства и потери на туннелирование

света в волокнах с воздушной сердцеви-

ной и фотонной запрещенной зоной»

(Dispersion and Leakage Properties of Air-Core

Photonic Bandgap Fibers) [10] и «Потери на

туннелирование света в волокнах с фо-

тонной запрещенной зоной» (Leakage

Losses in Photonic Band Gap Fibers) [11].

Длина волны света, распространяющегося в

таких волокнах, лежит в пределах запре-

щенной зоны. Теоретически при использо-

вании бесконечной периодической структу-

ры потери могут быть снижены практически

до нуля. Однако в реальности максималь-

ное количество слоев ограничено. Поэтому

важно выяснить, до какого уровня могут

быть снижены потери в реальных волокнах с

фотонной запрещенной зоной. В работе [10]

сделан вывод о том, что затухание в волок-

нах с фотонной запрещенной зоной может

быть снижено до уровня менее 0,1 дБ/км

при использовании 10 слоев. Результат вто-

рой работы [11] противоречит этому утве-

рждению. По приведенным в ней оценкам,

минимальные потери оказались почти на

порядок выше. По моему мнению, больше-

го доверия заслуживает оценка минималь-

но достижимых потерь, приведенная в [10],

т.к. в недавней работе А. Ярива также гово-

рилось о теоретической возможности сни-

жения потерь в волокнах с фотонной запре-

щенной зоной на порядок по сравнению с

потерями в кварцевом волокне. Конечно,

для окончательного решения вопроса

о минимальных потерях в волокне с фотон-

ной запрещенной зоной потребуются уси-

лия экспериментаторов, но дальнейший

теоретический анализ этой задачи также

представляется очень важным.

Среди интересных работ, посвященных оп-

тическим усилителям, выделю приглашен-

ный доклад доктора Акасаки (Akasaka Y.,

Sprint, Advanced Technology Lab, USA)

«Оптические усилители с полосой 100 нм

и больше» (Gain Bandwidth of Optical

Amplifiers over 100nm and Beyond) [12]. «Раз-

работка экономичных и технологичных опти-

ческих усилителей с полосой порядка 100 нм

или больше – очень актуальная и непростая

задача», – отметил доктор Акасака. Сейчас

широко используются эрбиевые и рамано-

вские усилители. Но полоса усиления эрби-

Новости ECOC



евого усилителя всего 30 нм (С-диапазон).

Параллельное использование двух эрбие-

вых усилителей (С и L диапазонов) позволя-

ет расширить полосу усиления до 80 нм.

Однако это все еще значительно меньше

области прозрачности современных кварце-

вых оптических волокон, простирающейся

от 1,3 мкм до 1,6 мкм (ширина полосы око-

ло 300 нм). Заманчивая задача – создать

один усилитель на всю область прозрачнос-

ти. Как известно, рамановские усилители на

основе кварцевого волокна в принципе мо-

гут быть использованы для создания усили-

телей с полосой более 100 нм. Однако для

этого требуется использовать многоволно-

вую накачку, причем волны накачки слож-

ным образом взаимодействуют как между

собой, так и с информационными световы-

ми волнами. В докладе доктора Акасаки

рассмотрено интересное решение, основан-

ное на использовании рамановского усиле-

ния в двух типах волокон: обычном кварце-

вом (силикатном) и теллуритном волокнах.

Теллуритное волокно обладает большей не-

линейностью, а следовательно, более высо-

ким усилением, чем кварцевое. Спектр уси-

ления такого волокна имеет две широкие

полосы. При последовательном расположе-

нии кварцевого и теллуритного волокон

можно получить, по мнению автора, усиле-

ние в полосе до 140 нм при использовании

ограниченного числа волн накачки. И все

же, по мнению автора, наиболее перспек-

тивным кандидатом для будущих сверхши-

рокополосных усилителей являются пара-

метрические усилители света.

Физический механизм работы параметричес-

кого усилителя основан на нелинейном четы-

рехволновом взаимодействии световых волн.

Ширина полосы усиления зависит от мощнос-

ти накачки, и, следовательно, ею можно уп-

равлять. Однако трудность создания широко-

полосного усилителя заключается в необходи-

мости обеспечения волнового синхронизма во

всем диапазоне усиления. При полосе 100 нм

это очень непростая задача. На мой взгляд,

параметрические усилители очень перспек-

тивны, и работы по изучению их свойств ве-

дутся в НЦВО ИОФ РАН.

Волокно на основе теллуритных стекол,

как уже отмечалось выше, очень перспек-

тивно в качестве рабочей среды для широ-

кополосных рамановских усилителей. Поэ-

тому большой интерес вызвала работа

[13], авторы которой разработали и комп-

лексно исследовали семейство стекол на

основе комбинации окиси теллура (TeO2) с

окисями тяжелых металлов (Nb, Ti, W). Та-

кие стекла обладают высокой термической

стабильностью, большой отрицательной

дисперсией, высоким и широкополосным

рамановским усилением. Работы по иссле-

дованию теллуритных стекол ведутся в ря-

де научных центров уже в течение несколь-

ких лет, но в работе [13], пожалуй, впервые

приведены данные комплексных система-

тизированных исследований свойств таких

стекол. Вообще теллуритные стекла – при-

мечательный материал, прозрачный в бо-

лее длинноволновом инфракрасном диапа-

зоне, чем кварцевое стекло. Теоретически

минимальные потери в нем могут быть

меньше, чем в кварцевом стекле, т.к. вели-

чина рэлеевского рассеяния быстро умень-

шается с увеличением длины волны. В ка-

ком диапазоне длин волн потери мини-

мальны? Насколько близко можно прибли-

зиться к рэлеевскому пределу затухания?

Все это очень интересные вопросы. Одним

словом, исследования этих стекол надо

продолжать. Наряду с другими научными

центрами их проводит и наш центр (НЦВО

при ИОФ РАН).

Еще одним перспективным материалом для

волоконной оптики является двуокись гер-

мания (GeO2). Этот материал обладает в

несколько раз более высокой нелиней-

ностью, а минимум оптических потерь сдви-

нут в ИК область. В совместной работе

НЦВО при ИОФ РАН и ИХВВ РАН на его

основе были впервые в мире созданы одно-

модовые волоконные световоды с низкими

потерями. Найдено, что такие световоды

обладают очень высокой фоточувствитель-

ностью и в них легко записываются решет-

ки показателя преломления. Этот доклад

вызвал большой интерес у слушателей [14].

Литература.1. Bjarklev A. Tutorial: Photonic Crystal Fibres

and their Applications. ECOC–IOOC 2003

Proceedings, Vol.5, pp. 324–347, Rimini,

2003.

2. Russell P.St.J., et al. Photonic Crystal

Fibres: Mastering the Flow of Light.

ECOC–IOOC 2003 Proceedings, Vol.3,

pp. 408–409, Rimini, 2003.

3. Feng X., SOHO (Solid ‘Holey’) Fiber.


pp. 410–411, Rimini, 2003.

4. Larsen T.T., et al. Tunable Photonic

BandGaps in a Photonic Crystal Fiber Filled

with a Cholesteric Liquid Crystal.


pp. 412–413, Rimini, 2003.

5. Mёlin G., et al. Characterization of a

Polarization Maintaining Microstructured

Fiber. ECOC–IOOC 2003 Proceedings,

Vol.3, pp. 414–415, Rimini, 2003.

6. Nielsen M.D. Optical Properties of Photonic

Crystal Fibers Expressed by the V�

Parameter. ECOC–IOOC 2003 Proceedings,

Vol.3, pp. 416–417, Rimini, 2003.

7. Kawanishi S. Dispersion Controlled and

Polarization Maintaining Photonic Crystal

Fibers that

Will Create Highperformance Network

Systems and Devices. ECOC–IOOC 2003

Proceedings, Vol.3, pp. 476–479, Rimini,

2003.

8. Tohyama O., et al. Temperature Cycling and

Tensile Proof of Photonic Crystal Fiber.


pp. 480–481, Rimini, 2003.

9. Hasegawa T., et al. Bend�Insensitive Single�

Mode Holey Fibre with SMF�Compatibility for

Optical Wiring Applications. ECOC–IOOC

2003 Proceedings, Vol.3, pp. 482–483,

Rimini, 2003.

10. Saitoh K., et al. Dispersion and Leakage

Properties of Air�Core Photonic Bandgap

Fibers. ECOC–IOOC 2003 Proceedings,

Vol.3, pp. 486–487, Rimini, 2003.

11. Vincetti L., et al. Leakage Losses in

Photonic Band Gap Fibers. ECOC–IOOC

2003 Proceedings, Vol.3, pp. 488–489,

Rimini, 2003.

12. Akasaka Y. Gain Bandwidth of Optical

Amplifiers over 100nm and Beyond.


pp. 274–277, Rimini, 2003.

13. Dai G., et al. Heavy Metal Element

Containing TeO2�Based Glasses for

Discrete Raman Fiber Amplification.


pp. 352–353, Rimini, 2003.

14. Mashinsky V.M., et al, Germania�glass�core

silica�glass�cladding MCVD optical fibres,

Proc. 29th European Conference on Optical

Communication/14th International

Conference on Integrated Optics and Optical

Fibre Communication, Rimini, Italy,

September 21–25, 2003, Vol.2,

pp. 210–211 (paper Tu1.7.3), (AEI – Ufficio

Centrale, Milano, Italy).

Новости ECOC



Выставка ECOC 2003, как и в предыдущие

годы, позволяет оценить технологический

уровень отрасли волоконно-оптической свя-

зи не только в Европе, но и во всем мире.

Девизом выставки могут бытьслова: повышение эффектив-ности и качества при снижениистоимости.

В этом году число участников выставки нес-

колько сократилось, но недостатка идей и

новинок на выставочных стендах не ощуща-

лось. Быть может, на этот раз не было про-

демонстрировано абсолютно новых, этапных

технических устройств, тем не менее отчет-

ливо наблюдается поступательное и плано-

мерное техническое развитие отрасли, не

зависящее от экономических трудностей. В

отличие от ряда предыдущих выставок было

значительно меньше начинающих компаний,

представляющих свои идеи, реализованные

в единичных экспериментальных макетах.

Зато было много стендов крупных компаний,

демонстрирующих устройства, пригодные

для массового производства.

Очень приятно и неожиданно было встре-

тить среди участников выставки российскую

компанию Оптолинк.

На выставке демонстрировался разработан-

ный и производимый фирмой волоконный

оптический гироскоп (прибор для измерения

углов поворота объекта). Работы по созданию

оптических гироскопов (лазерных и волокон-

но-оптических) ведутся уже в течение доволь-

но длительного времени. Однако для созда-

ния прибора, удовлетворяющего требованиям

заказчиков по чувствительности, точности,

времени включения и др., потребовалось ре-

шить множество технических проблем. Одна

из таких проблем заключается в том, что в

гироскопе применяется специальное волокно,

поддерживающее поляризацию. Приобрести

такое волокно в России было трудно, а гаран-

тировать его качество и выполнение некото-

рых специфических требований вообще

невозможно. В итоге компания Оптолинк

организовала собственное производство

волокна, поддерживающего поляризацию.

Сегодня компания не только полностью

удовлетворяет свои потребности в таком

волокне, но и предлагает его на продажу.

Новые и пока еще экзотические

устройства, фотонно-кристаллические

волокна (PCF), продемонстрировала фирма

BlazePhotonics.

Особую гордость представляют собой раз-

работанные компанией и впервые выпуска-

емые «на заказ» волокна с полой сердцеви-

ной, оболочка которых обладает периоди-

ческой структурой с запрещенной фотонной

зоной. Есть основания полагать, что такие

волокна в отдаленном будущем смогут

использоваться для целей передачи инфор-

мации с очень низкими потерями, однако

сейчас их основное назначение – передача

мощного оптического излучения на корот-

кие расстояния. Они используются также в

качестве датчиков и в нелинейно-оптичес-

ких устройствах.

На стенде фирмы была представлена также

широкая линейка PCF с кварцевой сердце-

виной. К таким волокнам относятся поддер-

живающие поляризацию (PM) волокна,

волокна с сердцевиной малого размера для

применения в нелинейной оптике и одномо-

довые в бесконечном спектральном диапа-

зоне волокна (endlessly single-mode fiber).

Фотонно-кристаллические волокна демон-

стрировались также на стенде компании

Crystal Fibre A/S. Основное применение раз-

работанных лазеров – передача мощного

лазерного излучения. В частности, фирма

предлагает PCF волокно с двойной оболочкой

и легированной редкоземельными элемента-

ми сердцевиной для создания полностью

волоконных лазеров большой мощности.

На стенде японской компании Furukawa

Electric был анонсирован новейший свароч-

ный аппарат S183. По словам разработчи-

ков, это устройство является лучшим сва-

рочным аппаратом для сварки поддержива-

ющих поляризацию волокон и других типов

волокон для специальных применений. В

этом устройстве, например, реализован

режим управления электрической дугой,

который позволяет осуществлять сварку

при более низкой контролируемой темпера-

туре. Такой режим сварки является опти-

мальным для соединения специальных

волокон со стандартными, т.к. медленный

процесс плавления позволяет создавать

плавные переходы между волокнами разного

диаметра. По словам представителей фир-

мы, S183 является самым быстрым свароч-

ным аппаратом для поддерживающего поля-

ризацию волокна. Среднее время сварки

волокон PANDA, например, занимает 40 с.

Были показаны также уже известные модели

сварочных аппаратов для работы с поддер-

живающими поляризацию волокнами.

Компания U2t Photonics (Берлин, Германия)

представила новые pin-фотодетекторы с

трансимпедансными усилителями (pin-TIA)

для работы в оптических сетях STM-256/OC-

768. Эти устройства разработаны совместно

с Inphi Corporation, США, в соответствии с

действующей исследовательской програм-

мой. Согласно этой программе компания U2t

Photonics разрабатывает волноводные фото-

диоды в интегральном исполнении, а компа-

ния Inphi Corporation высокоскоростные тран-

Фото 1. На стенде компанииОптолинк

Фото 2. Волоконно�оптическийгироскоп компании Оптолинк

ОБЗОР ВЫСТАВКИ ECOC 2003

Новости ECOC


О.Е. НАНИЙ, главный редактор журнала Lightwave Russia Edition


симпедансные усилители, обеспечивающие

работу с битовой скоростью до 43 Гбит/с.

Первая модель фотоприемника KPRV2021

предназначена специально для работы с

системами OC-768. Ширина полосы фотоп-

риемника 40 ГГц и дифференциальный

коэффициент оптоэлектронного преобразо-

вания 300 В/Вт. Вторая модель KPRV2022

оптимизирована для приложений, где требу-

ется более высокая чувствительность. Диф-

ференциальный коэффициент оптоэлект-

ронного преобразования этой модели –

1000 В/Вт при ширине полосы 33 ГГц.

Датская компания Hymite продемонстрирова-

ла приемопередающий оптический блок (sub-

assembly) на 10,7 Гбит/с с рекордно малыми

геометрическими размерами. Размеры при-

емного модуля ROSA всего 3.5 x 3.5 x 0.7 мм.

Приблизительно такие же размеры имеет

передающий модуль TOSA, сконструирован-

ный специально для миниатюрных лазеров с

вертикальными резонаторами.

По словам главного технолога компании

Hymite господина Кумана (Jochen Kuhmann),

разработки компании стали фактически

стандартом для оптических

блоков TOSA/ROSA.

Большой интерес вызвали экспонировавши-

еся на стенде немецкой компании

Infineon Technologies приемопередающие

модули на базе лазеров с вертикальными

резонаторами (VCSEL) с длиной волны

850 нм и 1310 нм.

Передающие модули на основе лазеров с

вертикальными резонаторами на длину вол-

ны 1310 разрабатываются несколькими

фирмами (см. статью «Коммерческие перс-

пективы лазеров с вертикальными

резонаторами (VCSEL)», Lightwave Russian

Edition, № 2, с. 11). Но фирма Infineon

Technologies продвинулась дальше всех на

пути создания массового производства

таких устройств. Уже сейчас фирма изго-

тавливает на заказ небольшие серии таких

лазеров, а начало массового производства

ожидается весной 2004 года.

Компания Intel также представила свои

разработки в области сетевых технологий.

Новые приемопередающие модули для

сетей доступа выполнены как платы,

вставляемые в компьютер. Такие унифици-

рованные устройства позволяют обеспе-

чить широкополосный обмен информацией

по волокну между информационными сис-

темами, находящимися на расстоянии до

25 км друг от друга.

Задача, поставленная фирмой Intel, – широ-

кое внедрение стандартов, развитие массо-

вого производства. Долой уникальные, еди-

ничные экземпляры, устранить ручной труд

– пора внедрять массовое производство в

оптические технологии. Стандартные реше-

ния и зрелые автоматизированные процес-

сы массового производста – такие идеи

проводит в жизнь, и проводит весьма ус-

пешно, компания Intel.

На стенде компании Rohde & Schwarz был

представлен широкий выбор техники для

измерения DWDM систем связи. Эта фирма

находится в партнерских отношениях с

фирмой Advantest, и «изюминкой» стенда

стал оптический сетевой анализатор

(Optical Network Analyzer) Q7761, предназ-

наченный для тестирования оптического

волокна и оптических компонентов, исполь-

зуемых в самых современных сетях связи.

По словам представителей фирмы, проде-

монстрированный прибор Q7761 является

первым оптическим сетевым анализато-

ром, в котором предусмотрена возмож-

ность измерения ПМД второго рода и всех

основных дисперсионных характеристик

оптических волокон и компонентов.

Как всегда, большой интерес вызвал стенд

компании EXFO, на котором были показаны

основные разработки компании. Можно было

познакомиться с различными универсальны-

ми измерительными платформами, в част-

ности: с системой FTB-400, системами для

измерения параметров элементов сетей на

основе многомодового волокна и другим из-

мерительным оборудованием. Продукция

компании предназначена для операторов

связи и для организаций, занимающихся

строительством линий связи, для научно-ис-

следовательских лабораторий и университе-

тов, для производителей оптических

компонентов и систем.

Лично мое внимание привлек измеритель-

ный комплекс IQS-12004B для проведения

измерений характеристик пассивных ком-

понентов DWDM систем передачи инфор-

мации. В состав комплекса входит источник

света на основе перестраиваемого лазера,

многоканальный измеритель мощности,

устройство для управления поляризацией,

а также полный набор контрольно-измери-

тельного программного обеспечения. Сле-

дует обратить внимание на точность изме-

рения длины волны: абсолютная погреш-

ность – ± 5 пм, воспроизводимость длины

волны – ± 1 пм.

Фото 3. Оптический сетевойанализатор компании Advantest

Фото 5. На стенде компании EXFO

Фото 4. На стенде компании Intel

Новости ECOC


1144 www.lightwave-russia.com LIGHTWAVE russian edition №1 2004

Шестая выставка «Ведомственные и корпо-

ративные сети связи» (ВКСС) вновь, как и в

прошлом году, расположилась в просторном

атриуме комплекса «Гостиный Двор». Мес-

то, выбранное организаторами для проведе-

ния выставки, привлекает объемностью экс-

позиции, прозрачной крышей, через кото-

рую проникают лучи солнца, повышая наст-

роение участников, изрядно подпорченное

отсутствием удобной парковки и пробками,

характерными для центра Москвы.

Во главе экспозиции около амфитеатра ор-

ганизаторы расположили площадь операто-

ров. От нее протянулись проспекты систем-

ных интеграторов, производителей и постав-

щиков оборудования. Следуя интересам чи-

тателей журнала Lightwave Russian Edition,

остановимся на новинках в области воло-

конно-оптической техники. Производители

оптических систем передачи информации

представлены зарубежными фирмами, сре-

ди которых выделяются Alcatel и Nortel. Ком-

пания Alcatel предлагает полный спектр

решений для сети всех уровней. Системы

спектрального уплотнения (DWDM, CWDM)

компании Alcatel позволяют создавать как

магистральные, так и городские оптичес-

кие сети. Это создает общую платформу

для эволюционного перехода к оптичес-

кой транспортной сети (OTN), обеспечи-

вающей создание управляемых и контро-

лируемых соединений, а также реализо-

вать гибкий доступ к сетевым ресурсам.

Другой крупнейший производитель оптичес-

ких систем связи – канадская фирма Nortel

была представлена на выставке своим

крупнейшим в России дистрибьютером –

компанией Белам.

Решения для создания городских волокон-

но-оптических сетей (MAN) на основе техно-

логии грубого спектрального уплотнения

(CWDM) предлагает компания Allied Telesyn.

Основной технологией является Gigabit

Ethernet, имеющий, по мнению представите-

лей компании, некоторые преимущества

перед другими технологиями (SDH и ATM).

К сожалению, российские фирмы – произ-

водители систем связи – на выставке предс-

тавлены не были. Среди отечественных

производителей аппаратуры волоконно-оп-

тических систем передачи информации,

пожалуй, можно выделить только фирму

«Интеллектроника».

Значительно лучше выглядит ситуация в

секторе производства оптических пассив-

ных компонентов. В частности, потребнос-

ти России в оптическом кабеле практичес-

ки полностью удовлетворяются отечест-

венными производителями. На выставке

ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИНА ВЫСТАВКЕ ВКСС

Новости мира связи


свою продукцию продемонстрировал ряд

российских кабельных заводов: «Евро-

кабель», ЗАО «Москабель-Фуджикура»,

кабельный завод «Оптен» , ЗАО «ОФС

Связьстрой-1 Волоконно-Оптическая

Кабельная Компания», ЗАО «Севкабель-

Оптик», ЗАО «Самарская Оптическая

Кабельная Компания», ЗАО «ТРАНСВОК»,

компания «Эликс-Кабель»

На стенде завода «Эликс-Кабель» можно

было увидеть оптический кабель, в котором

оптоволокно находится в плотном буфер-

ном покрытии. Волокно в таком кабеле не

ломается даже при очень маленьком радиу-

се изгиба, что удобно прежде всего при его

прокладке для построения офисных

локальных сетей.

Продукция самого нового производителя

ОК – завода «Еврокабель» – демонстриро-

валась на стенде научно-производственной

ассоциации «Еврокабель». Кроме однои-

менного завода в ассоциацию входят мон-

тажно-технологическое управление ФГУП

«Альтаир» и научно-производственное

предприятие «Альт-Свет». По мнению

специалистов ассоциации, наи-

большее внимание посетителей

привлек перспективный оптичес-

кий кабель марки «ОКЦ» для прок-

ладки в канализацию, имеющий

малые размеры (5.0 мм), массу и

низкие цены. Особенно привлека-

тельным для строительных органи-

заций является тот факт, что прок-

ладка больших длин такого кабеля

осуществляется с маленьких бара-

банов 8-го типа. Здесь же на стен-

де ассоциации «Еврокабель» мож-

но было познакомиться с новой

разработкой НПП «Альт-Свет» – волоконно-

оптической системой охраны «СОВА»,

чувствительным элементом которой являет-

ся специальный оптический кабель, реаги-

рующий на вибрацию, движение и измене-

ние давления.

Среди других представленных на выставке

отечественных производителей компонентов

волоконно-оптических сетей связи отметим

НПО «Стройполимер», ООО «Волоконно-оп-

тическая техника» и ООО «Конструктив».

НПО «Стройполимер» производит защитные

полиэтиленовые трубы с твердым антифрик-

ционным внутренним слоем для прокладки

волоконно-оптических линий связи. Антиф-

рикционный слой позволяет производить за-

дувку кабеля на расстояние до 4 км.

ООО «Волоконно-оптическая техника»

представило свою новую разработку – нас-

тенный пылевлагозащищенный оптический

кросс (кроссовый шкаф – ШКО).

Новые разработки оптических компонентов,

кроссов и телекоммуникационных шкафов

были представлены также на стенде

ООО «Конструктив».

Собственную разработку – навивочную

машинку для навивки маловолоконного

оптического кабеля на низковольтные линии

электропередачи впервые продемонстриро-

вала компания «Телеком Транспорт». На

стенде можно было увидеть также оборудо-

вание пассивных оптических сетей (PON –

Passive Optical Network), внедрение которых

идет высокими темпами во всем мире.

В рамках выставки ВКСС прошла 6-я между-

народная конференция «Внедрение совре-

менных технологий в ведомственных и кор-

поративных сетях связи». Журнал Lightwave

Russian Edition провел в рамках конферен-

ции секцию «Современные технологии в

ВКСС». На открытии секции выступил зам-

директора компании «Оптиктелеком-Комп-

лект» Андрей Киушов, рассказавший о но-

вой технологии строительства ВОЛС – техно-

логии задувки в микротрубки.


Сотрудники редакции журнала LIGHTWAVE RE, коллектив ЦНИИС с глубоким прискорбием сообщают оскоропостижной кончине 10 марта 2004 года начальника сектора Олега Константиновича Склярова.

О.К. Скляров родился 26 декабря 1938 года в Харькове. После окончания средней школы поступил вХарьковский политехнический институт и в 1963 году успешно его окончил. В 1965 году был принят на работу вЦНИИС на должность старшего инженера научного отдела № 8. В 1979 году О.К. Скляров защитил диссертациюна соискание ученой степени кандидата технических наук. До настоящего времени работал в должности началь-ника сектора.

Вся трудовая деятельность Олега Константиновича была направлена на разработку, создание и внедре-ние оборудования оптических средств связи. Ему принадлежит разработка первых уникальных образцов элемен-тов и устройств волоконной техники связи. Полученные результаты испытаний устройств ВОСП способствовали

широкомасштабному внедрению оптических средств на различных участках сети связи страны.У Олега Константиновича более 80 научных трудов, 22 авторских свидетельства и 4 патента на изобретение. Награжден меда-

лями «Ветеран труда» и «850-летие Москвы».Олег Константинович – крупный специалист в области квантовой и волоконно-оптических технологий, широко известный в на-

учных кругах России и за рубежом, был разносторонним эрудированным человеком, замечательным семьянином, внимательным иотзывчивым к людям и очень надежным товарищем.

Таким он навсегда останется в нашей памяти.

Памяти Олега Константиновича Склярова


23 декабря 2003 года компания «Corning SNG» (отделение в стра-нах СНГ компании Corning Inc. (США) – крупнейшего в мире произ-водителя оптического волокна) провела в гостинице «Аэростар»очередной технический семинар: «Развитие технологий оптическойсвязи – итоги 2003 года».Во вступительном слове Арина Корнильева – директор по маркетингу ипродажам в странах Восточной Европы компании «Corning OpticalFiber» – обрисовала непростую ситуацию, сложившуюся на мировомрынке телекоммуникационного оборудования в 2002 году, когда обще-мировой объем потребления оптического волокна снизился почти вдвоепо сравнению с 2000 годом. В 2003 году это снижение практическипрекратилось. Ситуация в разных регионах складывалась по-разному:серьезный спад (–30%) в Западной Европе, практическая стабилизацияв Америке (–0,3%), небольшой рост в Азии (5,4%), резкий подъемв Восточной Европе (141%). На 2004 год в среднем прогнозируетсянебольшой рост спроса (при абсолютном уровне 60 млн. км).В целом финансовое положение операторов стабилизируется, бла-годаря проведенной реструктуризации бизнеса и долгов, а положе-ние поставщиков оборудования, благодаря сокращению расходов истабилизации продаж, улучшается (Corning, Lucent, Ericsson выхо-дят на уровень прибыли).Во всем мире наблюдается рост услуг широкополосного доступа(где уже два года лидируют Корея и Канада), в частности, активно

развивается услуга «волокно в дом» (FTTH). Наиболее амбициоз-ные планы развития FTTH представила Япония в своей программе«Электронная Япония».Как всегда, с интересным и содержательным докладом на, каза-лось бы, старую тему: «Corning LEAF – продолжение истории» –выступил Джим Грошинский (James M. Grochocinski). Действитель-но, волокно LEAF хорошо известно и относительно широко исполь-зуется в России, особенно в последний год в связи с начавшимсявнедрением систем WDM. Но именно эта ситуация и привлекатель-на тем, что потенциал LEAF может проявиться не только прииспользовании на длинных (LH), но и на средних пролетах в город-ских сетях, где WDM используется для передачи трафика гигабит-ного и 10-гигабитного Ethernet, не говоря уже о подводных сетях,которые стали полигоном для отработки новых интегрированныхрешений с использованием комбинации различных волокон (вклю-чая LEAF), кодов с упреждающей коррекцией ошибок (FEC), рама-новского усиления и компенсации дисперсии. В итоге использова-ние LEAF (по сравнению с SSMF) позволяет либо существенно (в2–3 раза) увеличить длину регенерационного участка, либо отка-заться от компенсатора дисперсии и требуемого для него дополни-тельного оптического усилителя.Технический директор «Corning SNG» Сергей Акопов сделал нес-колько докладов о последних улучшениях оптических волокон ком-пании Corning Inc. и технической поддержке компанией волоконногобизнеса в России. Сначала Сергей Акопов поделился с участника-ми семинара результатами испытаний по воздействию водорода науровень остаточного водяного пика волокна SMF-28e (в соответ-ствии со стандартами IEC 60793-2-50 и TIA/EIA-292CAAB). Такие ис-пытания проводятся с целью определения пригодности ОМ волокондля долговременной работы в линиях связи в диапазоне длин волнвблизи водяного пика (например, для работы систем CWDM). Испы-тания, проведенные в лаборатории CFT компании Corning, показа-ли, что волокно с низким водяным пиком SMF-28e (оно замениловолокно SMF-28 в производственной программе компании Corning вначале 2003 года) практически нечувствительно к водороду дажена длине волны 1383 нм и его свойства значительно превосходяттребования стандартов.Затем г-н Акопов рассказал о работе компании Corning (в основномСанкт-Петербургской лаборатории компании) в создании пакетаПО для компьютерного моделирования систем DWDM. Натур-ным (или «физическим», по терминологии докладчика) модели-рованием систем передачи на стендах с реальным оборудовани-ем и волокнами компания занимается более 10 лет, тогда каккомпьютерное моделирование ввиду сложности описания про-цессов распространения света в линии связи в нелинейномрежиме стало возможным лишь сейчас. Компания создаларабочую версию ПО, которая с высокой достоверностью позво-ляет не только проводить расчеты систем DWDM, но и осущест-вить оптимизацию линий, что и было показано на семинарена примере линии, усилительные участки которой сформирова-ны из волокон разных типов.После этого Сергей Акопов рассказал о новом покрытии волоконCorning CPC7, которое повышает их устойчивость к микроизгибамбез ухудшения достигнутых ранее механических параметров (силаснятия покрытия, надежность, стабильность параметров). В заклю-чение докладчик поделился своим опытом поиска механическихнапряженных участков волокна с помощью бриллюэновского реф-лектометра на линиях связи по результатам многочисленных поез-док по стране в 2003 году.

Николай СЛЕПОВ


СЕМИНАР КОМПАНИИ CORNING В МОСКВЕ


Если полагаться в большей степени на ин-

туицию и коллективное настроение участни-

ков конференции и выставки ECOC 2003,

чем на объективные показатели, то можно

отметить заметные положительные измене-

ния в отрасли оптической связи по сравне-

нию с прошлым годом.

Поиск конкретных путей преодоления кризис-

ных явлений в отрасли волоконно-оптической

связи на базе новых технологий – этим было

озабочено большинство участников форума.

При этом технологии рассматриваются с точ-

ки зрения двух главных целей: повышения

удобства предоставления новых услуг и сни-

жения затрат на пользование этими услуга-

ми. От поставщиков оптических компонентов

ожидают появление таких технологических

решений, которые позволят заказчикам ком-

понентов сократить затраты и увеличить объ-

емы производства.

Восстановление оптической телеком�муникационной индустрииВопросам восстановления телекоммуника-

ционной индустрии был посвящен специаль-

ный симпозиум (Rebuilding the optical

telecommunications industry).

Состояние и перспективы европейского и

общемирового рынка оптоэлектроники было

проанализировано соответственно Т.П. Пер-

шалем (Pearsall T.P., The European Photonics

Industry Consortium, France) [1] и А.А. Бергом

(Bergh A.A., The Optoelectronics Industry

Development Association, USA) [2]. Надо ска-

зать, что европейские и общемировые тенден-

ции почти не отличаются друг от друга. Хоро-

шей иллюстрацией нынешнего состояния рын-

ка является рис. 1, на котором приведены дол-

ги ведущих европейских операторов связи.

Несмотря на внушительные долги операто-

ров связи, многие аналитики высказывают

осторожный оптимизм в отношении восста-

новления отрасли. Очевидно, что вся цепоч-

ка поставщиков и заказчиков зависит в ко-

нечном счете от того, смогут ли поставщики

новых видов услуг (контента) обеспечить

рост потребности в высокоскоростной связи.

Показатели потребле-

ния большинства ви-

дов информации пока-

зывают устойчивый

рост, причем на него

практически никак не

повлияли проблемы

телекоммуникацион-

ного рынка.

Большинство анали-

тиков считают, что ве-

дущие поставщики ус-

луг начнут увеличивать

инвестиции в волоконно-

оптические технологии

уже в 2004 году. Компания

RHK дает осторожный

прогноз, согласно которо-

му инвестиции в 2004 году

сохранятся на уровне 2003

года, а в 2005 году рост

составит 3% (рис. 2. [3]).

Таким образом, опти-

мизм участников конфе-

ренции, представлявших

в основном производите-

лей оборудования, сис-

тем и компонентов

(третье и четвертое

звенья цепочки постав-

щиков услуг связи из

табл.1), основан на том, что период

сокращения инвестиций в отрасль уже

закончился и уже ощущается приближение

долгожданного возрождения (рис. 2).

Во всяком случае, создается впечатление,

что операторы связи верят в восстановле-

ние доходности своей отрасли и готовы

вкладывать деньги. Окажутся ли эти ощу-

ВОЛОКОННО�ОПТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ:ЭКОНОМИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ОБЩИЕ ВПЕЧАТЛЕНИЯ ОТ КОНФЕРЕНЦИИ И ВЫСТАВКИ ECOC 2003

О.Е. НАНИЙ,главный редактор журнала Lightwave Russia Edition

Рис.1. Долги ведущих операторов связи.По данным OIDA [2]

Рис. 2. Суммарные капиталовложения в проводную связьво всем мире (2004–2007 гг. – прогноз). По данным RHK [3]

Экономика

щения верными – покажет 2004 год, итоги

которого будут подводиться на очередной

конференции ECOC.

В то же время операторы связи не могут

просто пережидать тяжелые времена. Из-за

конкурентного ценового давления они долж-

ны снижать свои операционные издержки

для снижения стоимости передаваемой ин-

формации. Традиционный путь – сокраще-

ние персонала и интенсификация труда –

дает лишь кратковременное и ненадежное

решение. Только новые технологии, обеспе-

чивающие построение мультисервисных се-

тей большого масштаба, способны сущест-

венно уменьшить операционные расходы.

Ключевой элемент этих технологий – обору-

дование широкополосного доступа к сети и

оконечное оборудование, осуществляющее

управление и объединение разнородных па-

кетов и потоков информации и передачу их

по существующей инфраструктуре ядра се-

ти (common core infrastructure). Поэтому все

докладчики были едины во мне-

нии, что основные инвестиции

провайдеров услуг в течение

нескольких ближайших лет бу-

дут направлены на развитие го-

родских сетей и сетей доступа.

Основными технологиями, в ко-

торые будут направлены инвес-

тиции, являются SDH

(Synchronous Digital Hierarchy),

городской Ethernet и WDM двух

типов (CWDM и DWDM). Преи-

мущество будет отдаваться ин-

тегрированным мультисервис-

ным решениям, т.к. сокращение

числа инсталлированных сис-

тем позволяет уменьшить издержки.

Прогноз динамики рынка оптическогооборудования Динамике рынка оптического оборудования

и компонентов был посвящен доклад Роя

Рубинштайна (Roy Rubenstein), главного

аналитика отдела телекоммуникационных

компонентов и подсистем компании RHK,

Великобритания (Optical components and

Communication Semiconductors, RHK, UK).

Каков же, по мнению компании RHK, глобаль-

ный прогноз для производителей сетевого

оборудования? Основные результаты прове-

денного анализа заключаются в следующем:

•• стагнация рынка продолжится, «дно» будет

достигнуто только

в 2004 году;

•• стабилизация

цен и консолида-

ция отрасли про-

исходят медлен-

нее, чем компания

RHK предсказыва-

ла в 2002 году;

•• «центр тяжести»

рынка перемес-

тился в область

городских мульти-

сервисных сетей

связи, несколько

проектов строитель-

ства глобальных магистралей реализуется

лишь в Азиатско-Тихоокеанском регионе;

•• Азиатско-Тихоокеанский и Североамери-

канский регионы занимают наибольшую до-

лю рынка (по 30% каждый), чуть меньшая

доля приходится на Европейский регион;

•• оптическое оконечное оборудование

(Optical edge device (OED)) станет крупней-

шим сегментом в 2004 году.

Прошлогодние прогнозы по восстановле-

нию рынка оказались излишне оптимистич-

ными. Поэтому господин Рубинштайн был

осторожнее в оценках, предоставив сразу

три прогноза: оптимистичный, пессимистич-

ный и наиболее вероятный (рис. 3).

Как видно из приведенных графиков, песси-

мистичный прогноз дает удручающую картину

– сокращение рынка оптического оборудова-

ния вплоть до 2007 года. Успокаивает опти-

мистов только то, что наиболее вероятный

прогноз предполагает начало восстановления

рынка в 2004 году.

Прогноз рынка городских WDM�систем Большинство экспертов связывает надежды

на реанимацию производства оптических

систем связи с опережающим развитием

городских сетей связи и сетей доступа. Они

считают, что ведущие поставщики услуг нач-

нут инвестировать средства в сетевые техно-

логии следующего поколения в 2004 году.

При этом, вкладывая деньги, они будут сле-

дить за тем, чтобы внедрение новых техноло-

гий не приводило к необходимости глобаль-

ной и повсеместной замены существующей

инфраструктуры. Технология WDM удовлет-

воряет этим требованиям операторов связи.

По прогнозам RHK, суммарные ежегодные

темпы роста (compound annual growth rate

(CAGR)) рынка городских WDM-систем сос-

тавят 10% в период с 2003 по 2007 год.

Объем их продаж во всем мире возрастет

до $ 780 млн. (670 млн. евро).

Трудность состоит в том, что уже сейчас это

очень перенасыщенный сегмент рынка. На

нем присутствует 45 поставщиков систем,

конкурирующих по всему миру, при этом

примерно 50% рынка принадлежит всего

Источники роста доходов для операто-ров связи. • DSL (digital-subscriber-line). Число абонен-тов DSL во всем мире, как ожидается, воз-растет с 36,5 миллионов в 2002 г. до более120 миллионов в 2006 г.• Рынок услуг Ethernet вырастет с $ 0,5 млрд.в 2002 г. до $ 4 в 2006 г.• Развитие сетей хранения информации.Ценовое давление• Половину всей полосы в сетях связизанимают всего 4% пользователей, которыенастойчиво добиваются оптовых скидок• С 2001 по 2002 г. трафик Internet выросна 113%, а цена за бит упала на 51%; врезультате этого доход увеличился менеечем на 5%


1. Поставщики услуг Time Warner-AOL, Disney,Sony и др.

2. Операторы связи(Carriers)

Традиционные (Verizon и др.),Альтернативные (Williams и др.),Дальняя связь (AT&T и др.),Кабельное ТВ (Comcast и др.)

3. Производителиоборудованияи систем

Lucent, Agilent, Cisco и др.

4. Производителикомпонентови модулей

Corning, JDS Uniphase,Triquint, AVANEX и др.

Таблица 1Цепочка поставщиков

информационных услуг в США

Рис.3. Динамика рынка оптического сетевого оборудования(2003–2007 гг. – прогноз). По данным RHK [3].

Экономика


двум компаниям: ADVA Optical Networking,

Германия, и Nortel Networks, Канада.

В городских сетях продолжится конкуренция

между CWDM и DWDM. Технология CWDM

более экономична, однако не обладает столь

большой масштабируемостью, как DWDM,

кроме того, она недостаточно эффективна

для применения в больших кольцевых архи-

тектурах и для применения в сетях с растоя-

нием между узлами более 75 км.

Суммируя мнения многих докладчиков и об-

суждения в кулуарах конференции, можно

сделать вывод, что технология CWDM не

будет доминирующей технологией на рынке

городских WDM-систем. Преимущественно

будут развиваться гибридные платформы,

объединяющие возможности CWDM и

DWDM технологий.

Важное приложение, к которому следует

внимательно присмотреться, – предоставле-

ние услуг Ethernet по городским WDM-се-

тям. По мнению аналитиков, низкоскорост-

ные приложения Ethernet (до 100 Мбит/с) бу-

дут, скорее всего, предоставляться на базе

следующего поколения SDH, но широкопо-

лосные приложения, такие, как новый

Gigabit Ethernet и тем более будущий

10-Gigabit Ethernet, лучше предоставлять

непосредственно на базе городского WDM.

Конечно, потребность в технологии

10-Gigabit Ethernet пока еще очень мала,

однако снижение стоимости этой услуги бу-

дет делать ее все более привлекательной.

Пришло ли время для технологий передачи информациисо скоростью 40 Гбит/с?Конференция ECOC 2003 предоставила опера-

торам связи и производителям оборудования

возможность обсудить ближайшие и более от-

даленные перспективы внедрения технологий

передачи информации со скоростью 40 Гбит/с

на симпозиуме под названием: «Пришло ли

время для систем со скоростью 40 Гбит/с?».

Взгляд операторов связи на вопрос, вынесен-

ный в название симпозиума, изложил Вернер

Вейершхаузен (Werner Weiershausen) из фир-

мы T-Systems, дочерней компании крупней-

шего немецкого оператора связи Deutsche

Telekom [4]. Хотя технология 40-Гбит/с суще-

ствует в лабораториях уже в течение нес-

кольких лет, она все еще не перешла в

действующие сети связи. Одной из причин

этого, по мнению господина Вейершхаузена,

является то, что WDM-технологии предостав-

ляют другие возможности увеличения пропу-

скной способности сети связи. По его словам,

Deutsche Telekom подходит к вопросу о внед-

рении новой технологии исключительно с

точки зрения ее экономической перспектив-

ности. Технологии 40-Гбит/с пока еще выгля-

дят слишком дорогостоящими. Однако в пос-

ледние месяцы появилось ощущение возрож-

дения интереса к этой технологии.

По мнению В. Вейершхаузена, для внедре-

ния технологий 40-Гбит/с необходимо вы-

полнение нескольких условий. Одно из та-

ких условий – появление на рынке надеж-

ных компенсаторов поляризационной модо-

вой дисперсии (ПМД). Для Германии, обла-

дающей разветвленной инфраструктурой

оптической сети связи, основанной на отно-

сительно старых оптических волокнах,

внедрение высокоскоростных технологий

невозможно без использования таких ком-

пенсаторов ПМД. По его мнению, системы

передачи со скоростью 40-Гбит/с должны

обеспечить плавный переход от существую-

щих систем на базе 10-Гбит/с. Поэтому он

предполагает, что первые системы со ско-

ростью 40-Гбит/с будут включены в сущест-

вующую инфраструктуру сетей 10-Гбит/с.

С этой точкой зрения Deutsche Telecom сог-

ласен и крупнейший американский опера-

тор связи – компания AT&T. Сейчас, по мне-

нию М. Бирка (M. Birk) из исследовательс-

кой лаборатории AT&T (AT&T Labs-

Research, USA), нет рынка для сверхсовре-

менных решений [5]. Такие технологии, как

40-Гбит/с, должны решать конкретные проб-

лемы существующих сетей, и решать их

экономически эффективно.

С точки зрения провайдера услуг, сущест-

вуют две побудительные причины для пе-

рехода на новую технологию: экономичес-

кая и требования новых приложений. То

есть либо новое оборудование значительно

снижает затраты на передачу единицы ин-

формации, либо существуют приложения,

потребности которых не могут быть удов-

летворены с использованием других техно-

логий. Ускорить внедрение этой технологии

может появление на рынке IP маршрутиза-

торов 40-Гбит/с.

Прогноз динамики рынка оптическихкомпонентовНа рынке производителей компонентов для

оптических сетей связи ситуация еще хуже.

Производители раньше всех ощутили кри-

зис, и последствия его для них оказались на-

иболее сильными. Здесь, как и на рынке сис-

тем, восстановление экономики проходит

медленнее, чем предполагали аналитики в

прошлом году.

Причинами этого господин Рубинштайн счи-

тает:

•• продолжающееся ценовое давление, выз-

ванное большим количеством производите-

лей и недостаточным числом покупателей,

а также излишние запасы в отрасли;

•• ценовое давление ослабевает по мере пог-

лощения запасов, выхода производителей из

бизнеса и их консолидации, однако эти про-

цессы развиваются излишне медленно;

•• происходит «регресс» в структуре произ-

водства оптических компонентов: рынок

SONET/SDH теперь растет быстрее, чем ры-

нок DWDM.

Со времени телекоммуникационного бума

драматически изменились как основные ха-

рактеристики рынка, так и приоритеты ком-

паний. Обычно двигателем развития рынка

выступает технология, но сейчас все мысли

компаний сосредоточены на выживании. Ес-

ли раньше индустрия оптических компо-

нентов рассматривалась как массовое про-

изводство дорогих изделий, то сейчас это

скорее производство недорогих изделий и в

небольших объемах. Следовательно, по

мнению большинства участников симпозиу-

ма, время для радикально новых технологий

сейчас не самое благоприятное и компании

Экономика

Технология CWDM не будет доминирующейтехнологией на рынке городских WDM-систем.Преимущественно будут развиваться гибридныеплатформы, объединяющие возможностиCWDM- и DWDM-технологий

сосредоточатся на повышении экономичес-

кой отдачи от существующих технологий.

С технологической точки зрения, для сниже-

ния затрат необходимо переходить на массо-

вое производство интегрированных модулей.

По мнению Р. Рубинштайна, интерфейсные

модули, интегрированные на одном чипе ис-

точники и параллельно действующие оптичес-

кие модули, такие, как сборки лазеров с вер-

тикальными резонаторами (VCSEL), обещают

наибольшие перспективы для производителей

компонентов в кратковременной перспективе.

Рой Рубинштайн проанализировал техноло-

гический прогресс и потребности рынка в

области интегральных оптических (фотон-

ных) компонентов. (О перспективах интег-

ральных фотонных технологий наш журнал

писал в № 2 за 2003 г. [6]). Большие инвес-

тиции в новые компании в 1990-х ускорили

развитие технологий оптических интеграль-

ных схем, но они до сих пор еще не вышли

на уровень коммерческих продуктов. Тем не

менее будущее именно за этими технология-

ми. При этом следует учитывать, что в ны-

нешней ситуации нельзя разделять процес-

сы разработки и производства. Продукция

должна с самого начала разрабатываться

так, чтобы можно было организовать произ-

водство, опираясь на существующие техно-

логические возможности.

Технологии более отдаленногобудущегоИтак, в ближайшее время ожидать финан-

сирования новейших фотонных технологий

не приходится. Другое дело более отдален-

ные перспективы. Решая проблемы сегод-

няшнего дня (консолидация и сокращение

затрат), поставщики должны думать о том,

что ждет их завтра.

В технологическом плане это означает появ-

ление новых, более совершенных вариантов

существующих оптических продуктов, объе-

динение электронных и оптических компонен-

тов на одном чипе, приход цифровых фотон-

ных технологий (digital photonics) и внедрение

фотонно-кристаллических технологий. Можно

указать следующие важнейшие фотонные

технологии, которые обеспечат снижение сто-

имости и повышение функциональных воз-

можностей оптических компонентов:

•• оптическое переключение длин волн, кото-

рое позволит удаленно управлять полностью

оптическими сетями;

•• широкополосные пассивные оптические

сети (PON);

•• динамическая компенсация

дисперсии;

•• оптическая регенерация для

систем волнового уплотнения

(WDM);

•• интеграция на одном чипе фо-

тонных компонентов, включая

устройства для FEC, шифрова-

ния и мультиплексирования, спо-

собных работать со скоростями

40 и 160 Гбит/с.;

•• оптическая пакетная коммута-

ция;

•• широкое использование фотон-

ных кристаллов и фотонно-крис-

таллических волокон, а также оп-

тической памяти.

Новые возможности для производите�лей оптических компонентовВыступавшие отмечали, что даже после того,

как телекоммуникационный рынок оправится

от потрясений 2001–2002 годов, в общем объ-

еме производства оптических элементов ком-

поненты телекоммуникационных систем пе-

рестанут занимать доминирующее положение.

Вне техники связи быстро растут такие сек-

торы, как производство дисплеев, светоиз-

лучающих дисплеев для освещения и сигна-

лизации и волоконно-оптических датчиков.

Восстановление начинается, но в результа-

те восстановления оптические телекомму-

никационные технологии не будут домини-

ровать в оптоэлектронной отрасли. Вперед

вырвутся производители полупроводнико-

вых источников для освещения, производи-

тели дисплеев, датчиков и недорогих компо-

нентов для широкополосных сетей (рис. 4).

На первое место по объемам продаж среди

различных классов оптических компонентов

вышли плоские дисплеи (табл. 2).

Таким образом, телекоммуникационные ком-

пании на всех уровнях цепочки поставщиков

услуг связи адаптируются к новым условиям

деятельности после кризиса 2001 года. Этот

процесс идет не так быстро, как предполага-

ло большинство аналитиков всего лишь год

назад. Тем не менее в атмосфере ECOC 2003

ощущалось начало выздоровления отрасли.

Важнейший вопрос, с которым делегаты

разъезжались по домам, заключался в том,

начнется ли реальный поворот к лучшему

уже в 2004 году или нет?

Литература1. Rubenstein R. Components in a changing tele�

com landscape. ECOC�IOOC 2003

Proceedings, Vol.5, pp. 136–142, Rimini, 2003.

2. Pearsall T.P. Promoting Sustainable

Development of Photonics Industries in

Europe. ECOC�IOOC 2003 Proceedings,

Vol.5, pp. 124–125, Rimini, 2003.

3. Bergh A.A., Invited – The State of the

Optoelectronics Industry in the United States.

The Optoelectronics Industry Development

Association, USA. ECOC�IOOC 2003


4. Weiershausen W. Will We Need 40G in

German WDM Networks? ECOC�IOOC 2003


5. Birk M. Whatever Happened to 40 Gbit/s?.

ECOC�IOOC 2003 Proceedings, Vol.5,

pp. 98–99, Rimini, 2003.

6. Доклад Э. Ментцера на конференции

OFC 2003. Lightwave Russian Edition, № 2,

2003, с. 8–10.

Класс оптическихкомпонентов

Доход в 2002 г.,

млрд.$

Плоские панелидля дисплеев 29,5

Устройства храненияинформации 5,9

Пассивные оптическиекомпоненты, солнечныебатареи и проч.

1,5

Передатчики и приемники 7,8

Волокно и кабели 3,0

Соединители, разветвителии проч. 1,8

Оптические элементы 0,8

Таблица 2


Экономика

Рис.4. Динамика изменения уровня продажразличных классов оптоэлектронных компо�нентов [2].

ПАССИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИ PONЧАСТЬ 1. АРХИТЕКТУРА И СТАНДАРТЫ

И.И. ПЕТРЕНКО, Р.Р. УБАЙДУЛЛАЕВ, к.ф�м.н,«Телеком Транспорт», [email protected]


WDM и оптические сети связи

ВведениеРазвитие сети Internet, в том числе появление

новых услуг связи, способствует увеличению

потоков данных, передаваемых по сети, и зас-

тавляет операторов искать пути увеличения

пропускной способности транспортных сетей.

При выборе решения необходимо учитывать:

•• разнообразие потребностей абонентов;

•• потенциал для развития сети;

•• экономичность.

На развивающемся телекоммуникационном

рынке опасно как принимать поспешные ре-

шения, так и дожидаться появления новой

технологии. Тем более что, на взгляд авто-

ров, такая технология уже появилась – это

технология пассивных оптических сетей

PON (passive optical network) [1-4].

Распределительная сеть доступа PON,

основанная на древовидной волоконной

кабельной архитектуре с пассивными опти-

ческими разветвителями на узлах, возмож-

но, представляется наиболее экономичной и

способной обеспечить широкополосную пе-

редачу разнообразных приложений. При

этом архитектура PON обладает необходи-

мой эффективностью наращивания как

узлов сети, так и пропускной способности

в зависимости от настоящих и будущих

потребностей абонентов.

Волокно в сетях доступаСтроительство сетей доступа в настоящее

время идет по четырем направлениям:

•• сети на основе существующих медных

телефонных пар и технология xDSL;

•• гибридные волоконно-коаксиальные сети;

•• беспроводные сети;

•• волоконно-оптические сети.

Прокладка оптического кабеля (ОК) – это

весьма радикальный подход. Еще 5 лет

назад он считался крайне дорогим. Однако в

настоящее время благодаря значительному

снижению цен на оптические компоненты

этот подход стал актуален. Сегодня прокла-

дывать ОК для организации сети доступа

стало выгодно и при обновлении старых, и

при строительстве новых сетей доступа (пос-

ледних миль). При этом имеется множество

вариантов выбора волоконно-оптической

технологии доступа. Наряду со ставшими

традиционными решениями на основе опти-

ческих модемов, оптического Ethernet, техно-

логии Micro SDH появились новые решения

с использованием архитектуры пассивных

оптических сетей PON.

Существуют четыре основные топологии

построения оптических сетей доступа:

«точка-точка», «кольцо», «дерево с активны-

ми узлами», «дерево с пассивными узлами».

«Точка�точка» (P2P)

Топология P2P (рис.1�а) не накладывает огра-

ничения на используемую сетевую техноло-

гию. P2P может быть реализована как для

любого сетевого стандарта, так и для нестан-

дартных (proprietary) решений, например,

использующих оптические модемы. С точки

зрения безопасности и защиты передаваемой

информации, при соединении P2P обеспечи-

вается максимальная защищенность абонен-

тских узлов. Поскольку ОК нужно проклады-

вать индивидуально до абонента, этот подход

является наиболее дорогим и привлекателен

в основном для крупных абонентов.

«Кольцо»

Кольцевая топология (рис.1�б) на основе SDH

положительно зарекомендовала себя в маги-

стральных телекоммуникационных сетях.

Однако в сетях доступа не все обстоит так же

хорошо. Если при построении городской

магистрали расположение узлов планируется

на этапе проектирования, то в сетях доступа

нельзя заранее знать, где, когда и сколько

абонентских узлов будет установлено. При

случайном территориальном и временном

подключении пользователей кольцевая топо-

логия может превратиться в сильно изломан-

ное кольцо с множеством ответвлений, подк-

лючение новых абонентов осуществлялось

бы путем разрыва кольца и вставки дополни-

тельных сегментов. На практике часто такие

петли совмещаются в одном кабеле, что при-

водит к появлению колец, похожих больше

на ломаную – «сжатых» колец (collapsed

rings), что значительно снижает надежность

сети. Фактически главное преимущество

кольцевой топологии сводится к минимуму.

Дерево с активными узлами

Дерево с активными узлами (рис.1�в) – это

экономичное с точки зрения использования

волокна решение. Это решение хорошо впи-

сывается в рамки стандарта Ethernet с

Рассмотрено построение современных широкополосных сетей доступа на базетехнологии PON. В чем особенности сетей PON? Каковы отличия архитектур APON,EPON, GPON? Каковы протоколы взаимодействия узлов? Какие перспективыразвития технологии PON? Эти вопросы обсуждаются в статье.

иерархией по скоростям от центрального

узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с

(1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL).

Однако в каждом узле дерева обязательно

должно находиться активное устройство

(применительно к IP-сетям, коммутатор или

маршрутизатор). Оптические сети доступа

Ethernet, преимущественно использующие

данную топологию, относительно недороги.

К основному недостатку следует отнести на-

личие на промежуточных узлах активных уст-

ройств, требующих индивидуального питания.

Дерево с пассивным оптическим

разветвлением PON (P2MP)

Решения на основе архитектуры PON (рис.1�г)

используют логическую топологию «точка-

многоточка» P2MP (point-to-multipoint), кото-

рая положена в основу технологии PON.

К одному порту центрального узла можно

подключать целый волоконно-оптический

сегмент древовидной архитектуры, охваты-

вающий десятки абонентов. При этом в про-

межуточных узлах дерева устанавливаются

компактные, полностью пассивные оптичес-

кие разветвители (сплиттеры), не требую-

щие питания и обслуживания.

Преимущества архитектуры PON:

•• отсутствие промежуточных активных узлов;

•• экономия оптических приемопередатчиков

в центральном узле;

•• экономия волокон;

•• легкость подключения новых абонентов и

удобство обслуживания (подключение, отк-

лючение или выход из строя одного или

нескольких абонентских узлов никак не ска-

зывается на работе остальных).

Древовидная топология P2MP позволяет

оптимизировать размещение оптических

разветвителей исходя из реального распо-

ложения абонентов, затрат на прокладку

ОК и эксплуатацию кабельной сети.

К недостаткам можно отнести возросшую

сложность технологии PON и отсутствие

резервирования в простейшей топологии

дерева.

Принцип действия PONОсновная идея архитектуры PON – исполь-

зование всего одного приемопередающего

модуля в центральном узле OLT для пере-

дачи информации множеству абонентских

устройств ONT и приема информации от

них. Реализация этого принципа показана

на рис. 2.

Число абонентских узлов ONT, подключенных

к одному приемопередающему модулю OLT,

может быть настолько большим, насколько

позволяет бюджет мощности и максимальная

скорость приемопередающей аппаратуры.

Для передачи потока информации от OLT к

ONT – прямого (нисходящего) потока, как

правило, используется длина волны 1550 нм.



Рис. 1. Фундаментальные топологиилогического соединения в сетяхдоступа

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ

Центральный узел OLT (optical line termi-nal) – устройство, устанавливаемое вцентральном офисе. Это устройствопринимает данные со стороны магист-ральных сетей через интерфейсы SNI(service node interfaces) и формируетнисходящий поток к абонентским узлам(прямой поток) по дереву PON.

Абонентский узел ONT (optical network terminal) имеет, с одной стороны, абонен-тские интерфейсы, а с другой, – интер-фейс для подключения к дереву PON – пе-редача ведется на длине волны 1310 нм, априем – на длине волны 1550 нм. ONT при-нимает данные от OLT, конвертирует их ипередает абонентам через абонентскиеинтерфейсы UNI (user network interfaces).

Оптический разветвитель – это пассив-ный оптический многополюсник, распре-деляющий поток оптического излученияв одном направлении и объединяющийнесколько потоков в обратном направ-лении. В общем случае у разветвителяможет быть M входных и N выходныхпортов. В сетях PON наиболее часто ис-пользуют разветвители 1xN с однимвходным портом. Разветвители 2xN мо-гут использоваться в системе с резерви-рованием по волокну.

Общеизвестно, что PON позволяет эко-номить на кабельной инфраструктуре засчет сокращения суммарной протяжен-ности оптических волокон, т.к. на участ-ке от центрального узла до разветвителяиспользуется всего одно волокно.В меньшей степени обращают вниманиена другой источник экономии – сокраще-ние числа оптических передатчиков иприемников в центральном узле. Междутем экономия второго фактора в некото-рых случаях оказывается даже болеесущественной. Так, по оценкам компанииNTT, конфигурация PON с разветвителемв центральном офисе в непосредственнойблизости к центральному узлу оказывает-ся экономичнее, чем сеть точка-точка,хотя сокращения длины оптического во-локна практически нет! Более того, еслирасстояния до абонентов невелики, как вЯпонии, то с учетом затрат на эксплуата-цию (в Японии это существенный фактор)оказывается, что PON с разветвителемв центральном офисе экономичнее, чемPON с разветвителем, приближеннымк абонентским узлам [5].


Наоборот, потоки данных от разных абоне-

нтских узлов в центральный узел, совместно

образующие обратный (восходящий) поток,

передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и

ONT встроены мультиплексоры WDM, разде-

ляющие исходящие и входящие потоки.

Прямой поток

Прямой поток на уровне оптических сигна-

лов является широковещательным. Каждый

абонетский узел ONT, читая адресные поля,

выделяет из общего потока предназначен-

ную только ему часть информации (рис. 2).

Фактически мы имеем дело с распределен-

ным демультиплексором.

Обратный поток

Все абонентские узлы ONT ведут передачу

в обратном потоке на одной и той же длине

волны, используя концепцию множественно-

го доступа с временным разделением TDMA

(time division multiple access). Для того

чтобы исключить возможность пересечения

сигналов от разных ONT, для каждого из них

устанавливается свое индивидуальное рас-

писание по передаче данных c учетом поп-

равки на задержку, связанную с удалением

данного ONT от центрального узла OLT. Эту

задачу решает протокол TDMA MAC.

Стандарты PONПервые шаги в технологии PON были

предприняты 1995 году, когда влиятельная

группа из семи компаний (British Telecom,

France Telecom, Deutsche Telecom, NTT,

KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) создала

консорциум для того, чтобы претворить в

жизнь идеи множественного доступа по

одному волокну. Эта неформальная орга-

низация, поддерживаемая ITU-T, получила

название FSAN (full service access network).

Много новых членов, как операторов, так

и производителей оборудования, вошло в

нее в конце 90-х годов. Целью FSAN была

разработка общих рекомендаций и требо-

ваний к оборудованию PON для того,

чтобы производители оборудования

и операторы могли сосуществовать вместе

на конкурентном рынке систем доступа

PON. На сегодня FSAN насчитывает

40 операторов и производителей и работа-

ет в тесном сотрудничестве с такими орга-

низациями по стандартизации, как ITU-T,

ETSI и ATM форум.

APON/BPON

В середине 90-х годов общепринятой была

точка зрения, что только протокол ATM спо-

собен гарантировать приемлемое качество

услуг связи QoS между конечными абонен-

тами. Поэтому FSAN, желая обеспечить

транспорт мультисервисных услуг через

сеть PON, выбрал за основу технологию

ATM. В результате в октябре 1998 года поя-

вился первый стандарт ITU-T G.983.1, бази-

рующийся на транспорте ячеек ATM

в дереве PON и получивший название

APON (ATM PON) [6]. Далее в течение

нескольких лет появляется множество

новых поправок и рекомендаций в серии

G.983.x (x = 1–7), скорость передачи увели-

чивается до 622 Мбит/c. В марте 2001 года

появляется рекомендация G.983.3, добавля-

ющая новые функции в стандарт PON [7]:

•• передача разнообразных приложений (го-

лоса, видео, данные) – это фактически поз-

волило производителям добавлять соответ-

ствующие интерфейсы на OLT для подклю-

чения к магистральной сети и на ONT для

подключения к абонентам;

•• расширение спектрального диапазона –

открывает возможность для дополнитель-

ных услуг на других длинах волн в условиях

одного и того же дерева PON, например,

широковещательное телевидение на треть-

ей длине волны (triple play).

За расширенным таким образом стандар-

том APON закрепляется название BPON

(broadband PON).

APON сегодня допускает динамическое

распределение полосы между различными

приложениями и различными ONT и рассчи-

тан на предоставление как широкополос-

ных, так и узкополосных услуг (табл. 1).

Оборудование APON разных производите-

лей поддерживает магистральные интер-

фейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast

Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL),

абонентские интерфейсы E1 (G.703),

Ethernet 10/100Base-TX, телефонию (FXS).

Из-за широковещательной природы прямо-

го потока в дереве PON и потенциально

существующей возможности несанкциони-

рованного доступа к данным со стороны

ONT, которому эти данные не адресованы,

в APON предусмотрена возможность пере-

дачи данных в прямом потоке с использова-

нием техники шифрования с открытыми

ключами. Необходимости в шифровании

обратного потока нет, поскольку OLT нахо-

дится на территории оператора.

EPON

В ноябре 2000 года комитет LMSC

(LAN/MAN standards committee) IEEE созда-

ет специальную комиссию под названием

EFM (Ethernet in the first mile – Ethernet на

первой миле) 802.3ah, реализуя тем самым

пожелания многих экспертов построить

архитектуру сети PON, наиболее прибли-

женную к широко распространенным в нас-

тоящее время сетям Ethernet. Параллельно

идет формирование альянса EFMA (Ethernet

in the first mile alliance), который создается в


. .

.

. . .

0

Рис. 2. Основные элементы архитектуры PON и принцип действия


декабре 2001 года. В дальнейшем альянс

EFMA и комиссия EFM дополняют друг дру-

га и тесно работают над стандартом. Если

EFM больше концентрируется на техничес-

ких вопросах и разработке стандарта в рам-

ках IEEE, то EFMA преимущественно изуча-

ет индустриальные и коммерческие аспекты

использования новой технологии. Цель сов-

местной работы – достижение консенсуса

между операторами и производителями

оборудования и выработка стандарта IEEE

802.3ah, полностью совместимого с разра-

батываемым стандартом магистрального

пакетного кольца IEEE 802.17.

Комиссия EFM 802.3ah должна стандарти-

зировать три разновидности решения для

сети доступа [8]:

•• EFMC (EFM copper) – решение «точка-

точка» с использованием витых медных

пар. На сегодняшний день работа по

этому стандарту практически завершена.

Из двух альтернативных технологий

(G.SHDSL и ADSL+), между которыми раз-

вернулась основная борьба, выбор был

сделан в пользу G.SHDSL;

•• EFMF (EFM fiber) – решение, основанное

на соединении «точка-точка» по волокну.

Здесь предстоит стандартизировать

различные варианты: «дуплекс по одному

волокну на одинаковых длинах волн»,

«дуплекс по одному волокну на разных

длинах волн», «дуплекс по паре волокон»,

новые варианты оптических приемопере-

датчиков. Подобные решения уже

несколько лет предлагаются рядом компа-

ний как «proprietary». Пришло время

их стандартизировать;

•• EFMP (EFM PON) – решение, основанное

на соединении «точка-многоточка» по

волокну. Это решение, являющееся по сути

альтернативой APON, получило схожее

название EPON.

В настоящее время разработка стандартов

802.3ah, в том числе EFMP, находится на

завершающей стадии, а принятие ожидает-

ся в середине 2004 года.

EPON (Ethernet PON) может оказаться весь-

ма экономичным решением; этот вопрос

подробно рассматривается во второй части

статьи.

GPON

Архитектуру сети доступа GPON (Gigabit

PON) можно рассматривать как органич-

ное продолжение технологии APON. При

этом реализуется увеличение как полосы

пропускания сети PON, так и эффектив-

ности передачи приложений. Стандарт

GPON ITU-T Rec. G.984.3 был принят

в октябре 2003 года [9].

GPON предоставляет масштабируемую

структуру кадров при скоростях передачи от

622 Мбит/с до 2,5 Гбит/c и допускает систе-

мы как с одинаковой скоростью передачи

прямого и обратного потока в дереве PON,

так и с разной (табл. 1). GPON базируется на

стандарте ITU-T G.704.1 GFP (generic framing

protocol, общий протокол кадров) [10],

обеспечивая инкапсуляцию в синхронный

транспортный протокол любого типа

сервиса, в том числе TDM.

Если в SDH реализуется только статичес-

кое деление полосы, то протокол GFP

(generic framing protocol), сохраняя струк-

туру кадра SDH, позволяет динамически

распределять полосу.


Характеристики APON (BPON) EPON GPON

Институты стандартизации / альянсы ITU-T SG15 / FSAN IEEE / EFMА ITU-T SG15 / FSAN

Дата принятия стандарта октябрь 1998 июль 2004 октябрь 2003

Стандарт ITU-T G.981.x IEEE 802.3ah ITU-T G.984.x

Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с155/155622/155622/622

1000/10001244/155,622,1244

2488/622,1244, 2488

Базовый протокол ATM Ethernet SDH

Линейный код NRZ 8B/10B NRZ

Максимальный радиус сети, км 20 20 (>301) 20

Максимальное число абонентских узлов на одно волокно 32 16 64 (1282)

Приложения любые IP, данные любые

Коррекция ошибок FEC предусмотрена нет необходима

Длины волн прямого/обратного потоков, нм1550/1310

(1480/1310) 1550/1310 (1310/13103)1550/1310

(1480/1310)

Динамическое распределение полосы есть поддержка4 есть

IP-фрагментация есть нет есть

Защита данныхшифрование

открытыми ключаминет

шифрованиеоткрытыми ключами

Резервирование есть нет есть

Оценка поддержки голосовых приложений и QoS высокая низкая высокая

Таблица 1Сравнительный анализ трех технологий APON, EPON, GPON

Примечания: 1 – обсуждается в проекте; 2 – стандарт допускает наращивание сети до 128 ONT; 3 – допускается передача в пря�мом и обратном направлении на одной и той же длине волны; 4 – осуществляется на более высоких уровнях


Протокол APON MACВзаимодействие абонентского узла с цент-

ральным начинается с установления соеди-

нения, после чего происходит передача дан-

ных. Все это выполняется в соответствии с

протоколом APON MAC [6,11]. В процессе

установления соединения запускается про-

цедура ранжирования (ranging), которая

включает в себя ранжирование по расстоя-

нию, ранжирование по мощности и синхро-

низацию. Центральный узел, словно дири-

жер, обеспечивает слаженную работу всех

абонентских узлов – оркестрантов.

Ранжирование по расстоянию

Ранжирование по расстоянию (distance rang-

ing) – определение временной задержки,

связанной с удалением ONT от OLT – выпол-

няется на этапе регистрации абонентских

узлов и требуется для того, чтобы обеспе-

чить бесколлизионный транспорт и создать

единую синхронизацию в обратном потоке.

Сначала администратор сети заносит в

реестр OLT данные о новом ONT, его серий-

ный номер, параметры предоставляемых

абоненту услуг. Затем после физического

подключения к сети PON этого абонентско-

го узла и включении питания на нем цент-

ральный узел начинает процесс ранжирова-

ния. Ранжирование с ONT, который прописан

в реестре OLT, происходит каждый раз при

включении ONT. При выключении и включе-

нии питания на OLT ранжирование происхо-

дит со всеми внесенными в реестр ONT.

ОLT, посылая сигнал ранжируемому ONT,

слушает отклик от него и на основании этого

вычисляет временную задержку на двойном

пробеге RTT (round trip time), затем в прямом

потоке передает ONT вычисленное значение.

Абонентский узел ONT вносит соответствую-

щую задержку, которая предшествует началу

отправки кадра в обратном потоке, компенси-

руя задержку на распространении оптическо-

го сигнала по волокну от ONT к OLT.

С учетом того, что расстояния OLT-ОNT

могут изменяться в больших пределах

(стандарт G.983.1 определяет диапазон

0–20 км), оценим возможные вариации

задержки. Если учесть, что скорость света в

волокне составляет 2·105 км/c, то приросту

расстояния OLT-ONT на 1 км будет соответ-

ствовать увеличение времени задержки на

двойном пробеге на 10 мкс. А для расстоя-

ния 20 км RTT составит 0,2 мс. Фактически

это минимальное теоретическое время,

которое требуется OLT, чтобы выполнить

ранжирование с одним ONT. Ранжирование

по расстоянию большего числа абонентских

узлов происходит последовательно и требу-

ет пропорционального увеличения суммар-

ного времени ранжирования. В течение

этого времени передача данных в обратном

потоке не идет.

После того как ранжирование по расстоя-

нию выполнено, OLT на основании пропи-

санных услуг для каждого ONT и с исполь-

зованием протокола МАС принимает реше-

ние, какому абонентскому узлу передавать

в каждом конкретном временном слоте.

Заметим, что общая задержка при отправ-

лении кадра в обратный поток вносится не

только конечным временем распростране-

ния сигнала по волокну, но и элементами

электроники OLT, ONT. Задержка со

стороны последних может испытывать

небольшой дрейф, например вследствие

колебаний температуры оборудования.

Поэтому на этапе передачи данных OLT

сообщает ONT о небольших подстройках

задержки, вносимой в обратный поток, –

микроранжирование (micro ranging).

В результате точность, с которой стабили-

зируются отправляемые кадры от разных

ONT, составляет 2–3 бита.

В основе инициализации сети PON лежат три

процедуры: определение расстояний от OLT

до разных ONT (distance ranging), синхрониза-

ция всех ONT (clock ranging) и определение

при приеме на OLT интенсивностей оптичес-

ких сигналов от разных ONT (power ranging).

Ранжирование по мощности

Ранжирование по мощности (power ranging) –

изменение порога дискриминации фотопри-

емника с целью повышения чувствитель-

ности фотоприемника или во избежание его

нежелательного насыщения. Поскольку

ONT удалены на разные расстояния от OLT,

то и вносимые потери в оптические сигналы

при распространении по дереву PON будут

разными. Это может привести к нарушению

работы фотоприемников из-за перегрузки

или слабого сигнала.

Возможны два варианта выхода из сложив-

шейся ситуации – либо подстраивать мощ-

ность передатчиков ONT, либо подстраи-

вать порог срабатывания на фотоприемник

OLT. Был выбран второй вариант как более

надежный и простой в управлении.

Подстройка порога срабатывания фотоприем-

ника OLT происходит каждый раз при полу-

чении нового пакета ATM из обратного

потока по преамбуле на основе измерения

интегральной мощности в преамбуле пакета

(определение преамбулы дано ниже).

Подстройка по мощности также необходима

на всех ONT. Она выполняется аналогичным

образом, но только один раз, прежде чем

синхронизировать приемник для работы с

синхронным потоком от OLT. Затем непре-

рывно подсчитывается интегральная мощ-

ность на ONT, и делается плавная подстройка

порога дискриминации фотоприемника.

Синхронизация

Синхронизация, или ранжирование по фазе

(phase ranging), необходимо как для прямо-

го, так и для обратного потока.

Абонентские узлы ONT синхронизируются в

начале своей инициализации и затем все

время поддерживают синхронизацию,

подстраиваясь под непрерывный TDM тра-

фик от OLT и осуществляя, как принято

называть, синхронный прием данных.

Напротив, центральный узел OLT синхрони-

зируется каждый раз по преамбуле вновь

приходящего пакета ATM. Знания вычис-

ленной на этапе ранжирования по расстоя-

нию временной задержки со стороны ONT,

отправившего этот пакет, здесь не доста-

точно – требуется бо`льшая точность.

Метод приема данных с синхронизацией по

преамбуле принято называть асинхронным.

Синхронизация по преамбуле аналогична

решению в технологии десятимегабитного

Ethernet с размером преамбулы 64 бита

(8 байтов). Однако сохранение преамбулы

такого же размера для относительно

небольшого пакета ATM (в обратном пото-

ке) означало бы крайне неэффективное

использование полосы. Для технологии

APON была разработана новая методика

синхронизации, основанная на методе CPA

(clock phase alignment), позволяющая уста-

новить необходимую синхронизацию по

получению всего трех битов! Больший

размер преамбулы пакета ATM в обратном

потоке был выбран постольку, поскольку

преамбула также используется в процедуре

ранжирования по мощности.

Передача данных

Протокол MAC для систем доступа APON

решает три задачи:

•• исключение коллизий между передачами

в обратном потоке;

•• четкое, эффективное, динамическое деле-

ние полосы обратного потока;



•• поддержание наилучшего согласования

для транспорта приложений, инициирован-

ных конечными пользователями.

Протокол APON MAC основан на механизме

запрос/разрешение. Основная идея состоит

в отправке со стороны ONT запросов на

требуемую полосу. На основании знаний о

том, как загружен обратный поток и какие

услуги априори закреплены за тем или

иным ONT, OLT принимает решение по об-

работке этих запросов.

Для управления механизмом запрос/разреше-

ние FSAN определил структуру кадра APON

для прямого и обратного потока. Этот формат

был стандартизирован ITU-T в рекомендации

G.983.1. На рис. 3 представлен формат кадра

APON для симметричного режима трафика

155 Мбит/c. Кадр прямого потока состоит из

56 ячеек ATM по 53 байта. Кадр обратного по-

тока состоит из 52 пакетов ATM по 56 байтов

и одного слота MBS длиной также 56 байтов,

определяемого далее.

Прямой поток

Разрешения на передачу посылаются в специ-

альных служебных ячейках ATM – двух на

один кадр, которые называются ячейками

работы и обслуживания физического уровня

PLOAM (physical layer operation and mainte-

nance). Они следуют строго регулярно, череду-

ясь с 27 ячейками данных. В одной ячейке

PLOAM размещается 26 разрешений для ONT,

каждое на передачу всего одного (!) пакета

ATM. Оставшиеся 54 ячейки в кадре прямого

потока несут данные и не задействуются для

работы механизма «запрос/разрешение».

Обратный поток

Обратный поток представляет совокупность

пачек данных (bursts) от разных ONT. Або-

нентский узел может передавать данные

только после получения соответствующего

разрешения прочитанного из ячейки PLOAM.

Пачки данных от ONT в APON передаются

пакетами ATM. Единственное отличие паке-

та ATM от ячейки заключается в наличии

приамбулы в три байта у пакета ATM. Таким

образом, длина пакета ATM – 56 байтов.

Преамбула не нужна для ячеек в прямом

потоке из-за синхронного режима приема

данных, как указывалось выше. Первые два

бита преамбулы не содержат оптического

сигнала, что является достаточным для уст-

ранения перекрытия пакетов от разных ONT

– в линии неизбежны небольшие колебания

задержки при распространении сигнала.

Если принять во внимание, что разрешение

на передачу необходимо для каждого пакета

ATM, то суммарное число прописанных в

ячейках PLOAM разрешений за продолжи-

тельное время должно соответствовать чис-

лу пакетов ATM, испущенных всеми ONT за

это время. Почему в ячейке PLOAM помеща-

ется 26 разрешений? Для того чтобы две

ячейки PLOAM могли дать разрешения на

передачу всех 52 пакетов ATM – всего кадра

ATM для обратного потока.

Слот MBS

Слот множественных запросов MBS (multi

burst slot) в обратном потоке является слу-

жебным. Он информирует OLT о характере

запросов по передаче со стороны ONT. Этот

слот имеет 8 мини-слотов (мини-пакетов),

соответствующих различным ONT (рис. 4).

Если система PON рассчитана на 32 абонен-

тских узла, то передать свои сведения о зап-

росах на передачу все 32 ONT смогут только

после четырех последовательно переданных

слотов MBS, что составляет цикл. В системе

из 64 ONT цикл состоит из восьми слотов

MBS. Передача одного кадра при скорости

155 Мбит/с длится 0,15 мс. На передачу всего

цикла при 32 ONT потребуется 0,6 мс. Други-

ми словами, с периодичностью 0,6 мс ONT

посылает мини-пакеты – служебные запросы

о намерениях передавать данные. ONT посы-

лает запрос, когда в его выходном буфере

сформировалась очередь для передачи. Пос-

кольку ОNT сможет передавать только после


Рис. 4. Структура слота MBS

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

6

Рис. 3. Формат кадра APON ITU G.983 – структура кадра прямого и обратного потока



получения разрешения в ячейке PLOAM, то,

чтобы оценить максимальное время с момен-

та, когда в буфере подготовлена очередь, до

момента начала передачи, следует к времени

цикла 0,6 мс добавить задержку на двойном

пробеге RTT (для сети с радиусом 20 км RTT

составляет 0,2 мс), и получается 0,8 мс. К

этому значению могут быть добавлены аппа-

ратные задержки на OLT и ONT.

Мини-слот состоит из четырех полей: преам-

булы (3 байта), аналогичной преамбуле в па-

кете ATM; двух специальных полей ABR/GFR

и VBR, длиной 8 и 16 битов, соответствую-

щих двум типам запросов на полосу; и поля

контрольной суммы CRC (8 битов).

Надежность и резервирование в APONСлабой стороной систем доступа APON с то-

пологией простого дерева является отсутствие

резервирования. Самым неблагоприятным в

этом случае мог бы быть сценарий с повреж-

дением волокна, идущего от OLT к ближайше-

му разветвителю (фидерного волокна).

Поэтому уже в первой рекомендации G.983.1

в приложении IV обсуждался вопрос о постро-

ении защищенных систем APON. В силу спе-

цифики топологии PON, эта задача не являет-

ся столь простой, как в кольцевых топологиях

SDH, поскольку полоса обратного потока в

PON является общей и формируется множе-

ством абонентских узлов. В рекомендациях

G.983.1 было предложено изучить четыре раз-

личные топологии. Только две из них оконча-

тельно были выбраны для проработки в более

поздней рекомендации G.983.5 (рис. 5).

Первое решение обеспечивает частичное

резервирование по фидерному волокну и по

приемопередающему оборудованию на

центральном узле (рис. 5�а). Для реализации

данного решения требуется разветвитель

2�N. Центральный узел оснащается двумя

приемопередающими модулями LT-1 и LT-2.

На рис. 5�б показан второй способ защиты

системы PON, обеспечивающий полное ре-

зервирование. Система становится устойчи-

вой как к выходу из строя приемопередающе-

го оборудования OLT и ONT, так и к повреж-

дениям любого участка кабельной системы.

Информационные потоки на ONT генерируют-

ся одновременно обоими узлами LT-1 и LT-2 и

передаются в два параллельных обратных по-

тока. На OLT только одна версия двух копий

сигналов передается дальше в магистраль,

аналогично происходит дублирование в пря-

мом потоке. При повреждении волокна или

приемопередающих интерфейсов переключе-

ние на резервный поток будет очень быстрым

и не приведет к прерыванию связи.

Во втором случае не обязательно подклю-

чать все абонентские узлы с резервирова-

нием. Различие по стоимости абонентских

узлов с резервированием и без него позво-

ляет дифференцированно предлагать услу-

ги различным категориям абонентов.

Первое решение кроме того, что оно обеспе-

чивает только частичное резервирование,

требует большого времени на реконфигура-

цию при повреждении волокна. Основной

причиной задержки является прогрев лазера

на OLT (LT-2) и выполнение процедуры ран-

жирования. Практически трудно не выйти за

пределы 50 мс, одного из требований, сфор-

мулированных в рекомендации G.983.5.

Для двух рассмотренных конфигураций,

предлагаемых ITU-T, второе решение удов-

летворяет всем требованиям и представля-

ется наиболее привлекательным.

В заключение части 1 авторы хотели бы вы-

разить признательность Борису Ауэрбаху

(компания Terawave Communications) и Ва-

диму Конышеву («Телеком Транспорт») за

помощь при написании статьи.

Литература1. Кирби Р. «Новый отсчет времени для пас�

сивных оптических сетей», LAN Журнал

Сетевых Решений, № 9, 2001, с. 50–55.

2. Некучаев А., Убайдуллаев Р. «Последняя

миля, последний CEKAM», ТЕЛЕ�Спутник,

№ 2(64), 2001, с. 80–82.

3. Гаскевич Е., Убайдуллаев Р. «PON – ши�

рокополосная мультисервисная сеть

доступа», ТелеМультиМедиа, № 2(12),

2002, с. 29–32.

4. Орлов С. «Оптика вплотную к клиентам»,

LAN Журнал Сетевых Решений, № 5,

2003, с. 50–60.

5. Harstead E., van Heyningen P. H. «Optical

Access Networks», Chap. 10 in «Optical

Fiber Telecommunications», Vol. IVB, 2002,

pp. 438–513.

6. ITU�T Rec. G.983.1, Study Group 15,

«Broadband Optical Access Systems based on

Passive Optical Networks (PON)», Oct., 1998.

7. ITU�T Rec. G.983.3, Study Group 15, «A

broadband optical access system with

increased service capability by wavelength

allocation», March, 2001.

8. IEEE 802.3ah Ethernet First Mile Task

Force, http://www.ieee802.org/3/efm/

9. ITU�T Rec. G.984.3, Study Group 15,

«Gigabit�Capable Passive Optical Networks

(G�PON):Transmission Convergence Layer

Specification», Geneva, Switzerland, Oct.

21–31, 2003.

10. ITU�T Rec.G.704.1, «Generic Framing

Procedure», Dec. 2001

11. Gagnaire M., «Broadband local loops for

high�speed Internet access», Artech House,

2003, pp. 419.

а)

. . .

Рис. 5. Две защищенные топологии APON:а) частичное резервирование, б) полное резервирование

. . .


В.Н. СПИРИДОНОВ, к.т.н.,начальник инжинирингового центра ОАО «ССКТБ�ТОМАСС», [email protected]

ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ВОЛСВ РОССИИ

В современную эпоху развития телекоммуни-

каций объемы и качество строительства воло-

конно-оптических линий связи (ВОЛС) харак-

теризуют степень развития страны и опреде-

ляют предпосылки ее экономического роста. В

этой связи достаточно интересно оценить сос-

тояние дел и масштабы строительства ВОЛС

в России. Такая оценка позволяет определить

перспективные направления развития строи-

тельного комплекса отрасли «Связь».

Начальный период строительства ВОЛСв РоссииРоссия позже ведущих индустриальных

стран мира начала строительство современ-

ных сетей связи на основе ВОЛС. Затянув-

шийся в конце 80-х годов прошлого столетия

процесс освоения отечественного производ-

ства оптических кабелей закончился полным

развалом межотраслевого научно-техничес-

кого комплекса «Световод», который пытал-

ся организовать промышленный выпуск как

самих оптических кабелей, так и необходи-

мых для этих кабелей компонентов, прежде

всего оптических заготовок и волокон.

Из-за отсутствия промышленного производ-

ства оптических кабелей в 80-х годах Минс-

вязи СССР не смогло развернуть в стране

строительство ВОЛС. Лишь только в конце

80-х было осуществлено строительство пер-

вых волоконно-оптических линий связи на

нескольких объектах, среди которых следу-

ет отметить ВОЛС «Ленинград – Сосновый

Бор» и «Ленинград – Минск». Опыт строи-

тельства, накопленный на этих объектах,

позволил в начале и середине 90-х годов

обеспечить успех строительства волоконно-

оптической сети ОАО «Ростелеком», а так-

же позволил в короткие сроки расширить

зону строительства ВОЛС на всю страну. В

кабельной промышленности также остались

научно-технические коллективы, сумевшие

в начале 90-х годов освоить отечественное

производство оптических кабелей, исполь-

зуя импортные волокна.

Строительство ВОЛС в России началось в

условиях развертывания общенациональной

цифровой сети общего пользования, ныне

получившей название Единой сети связи

(ЕСС) РФ, работавшей сначала в большей

степени как аналоговая сеть. Появившиеся

к этому времени стандарты новой техноло-

гии SDH требовали установки нового циф-

рового оборудования связи, которое не про-

изводилось в России. Конечно, затраты на

такое комплексное строительство были иск-

лючительно большими, но и конечные выго-

ды казались очевидными: создать новую

полностью цифровую сеть на основе самых

новейших технических решений.

Отмена в отношении России в 1993 году ог-

раничений КОКОМ (комитет под эгидой

США, запрещающий поставки техники

двойного назначения в социалистические

страны и некоторые другие страны) откры-

ла российским операторам доступ к миро-

вому рынку продаж практически любого

оборудования связи, а также к новейшим

технологиям строительства ВОЛС.

Ясно, что на начальном этапе строитель-

ства объектов электросвязи, в том числе и

строительства ВОЛС, имели место подъемы

и спады, успехи и неудачи, а также прису-

щие России национальные особенности, ко-

торые порой играли определяющую роль в

формировании предпосылок развития сетей

связи страны. Рассмотрим некоторые наи-

более важные из этих особенностей, чтобы

понять их влияние на развитие основных

направлений строительства ВОЛС.

Первая особенность строительства сетей связи в РоссииОгромные пространства России и необходи-

мость на первом этапе соединить отдаленные

регионы с центром страны обусловили пер-

вую национальную особенность строитель-

ства сетей связи – строительство в начальный

период не местных, как в большинстве стран,

а магистральных междугородных ВОЛС. К

этому надо добавить, что в 1991 году (после

распада СССР) Россия в некотором смысле

осталась в международной телекоммуникаци-

онной изоляции. Надо было срочно выходить

из нее. То есть к числу первоочередных задач

была отнесена задача строительства между-

народных ВОЛС для выхода на мировое теле-

коммуникационное пространство.

Новый оператор международной и междуго-

родной связи России АО «Совтелеком», в

дальнейшем ОАО «Ростелеком», принял

верное решение: начать строительство с са-

мой трудной и сложной части ВСС – между-

народного сегмента, который позволил бы

выйти на мировые сети связи. Одним из

возможных вариантов было строительство

подводной ВОЛС, дававшей выход на евро-

пейские сети связи.

Взяв иностранный кредит, АО «Совтеле-

ком» совместно с датскими компаниями

«GN» и «Телеком Денмарк» построил пер-

вую для России международную подводную

ВОЛС «Дания – Россия №1», которая сое-

динила Санкт-Петербург с датским городом

Аберслунд (рис. 1). Так было «прорублено»

новое, телекоммуникационное, окно в Евро-

пу. Об эффективности данного решения

можно судить по следующим последствиям:

•• при строительстве ВОЛС благодаря ее

международному статусу были использова-

ны самые современные для того времени

технологии строительства и технические

средства связи; данное обстоятельство поз-

волило перешагнуть длительный этап поис-

ков и дорогостоящих экспериментов по соз-

данию в России современных волоконно-оп-

тических сетей связи;

•• окупаемость ВОЛС оказалась настолько

быстрой, что при дальнейшем строитель-

стве ВОЛС стали приниматься смелые ре-

шения большой стоимости;

•• для нового строительства ВОЛС в России

был создан образец очень высокого техничес-

кого уровня, что определило в дальнейшем

Кабели


высокое качество и новизну технологических

решений для междугородных ВОЛС.

Наибольших объемов строительство ВОЛС в

России достигло в 1997–1998 годах. В эти го-

ды только на объектах ОАО «Ростелеком»

строилось до 8 тыс. км. ВОЛС в год. Позднее

большое строительство ВОЛС в рамках ведо-

мственной сети МПС развернуло ЗАО «Ком-

пания Транстелеком». В эти же годы окреп-

шие региональные компании электросвязи

начали перестраивать, используя оптоволок-

но, зоновые сети связи. Преимущества ВОЛС

быстро нашли свое воплощение в городских

сетях сначала Москвы и Санкт-Петербурга, а

затем и в других городах России. Местные

волоконно-оптические сети стали строиться

новыми, частными операторами, нацеленны-

ми на внедрение новых услуг связи.

Развитие новой рыночной экономики в Рос-

сии началось с Москвы – города, который

развивается гораздо быстрее других регио-

нов России. В интересах государства было

необходимо связать Москву со всеми регио-

нами мощными телекоммуникационными ли-

ниями, чтобы стимулировать их развитие.

Именно эту государственную задачу в крат-

чайшие сроки и решило ОАО «Ростелеком»,

построив за 9 лет сеть междугородных ВОЛС

протяженностью более 35 тыс. км. (рис. 1).

Влияние государства на строительствоВОЛС в РоссииИстория строительства сетей связи в СССР,

как было отмечено выше, началась со стро-

ительства линий дальней связи. Еще в се-

редине 30-х годов ХХ века отечественным

специалистам и хозяйственникам стало яс-

но, что развитие народного хозяйства и ук-

репление обороноспособности страны не-

возможны без строительства в СССР наци-

ональной сети общего пользования.

Огромные территории Советского Союза,

необходимость укрепления обороноспособ-

ности страны, потребность в связи с новы-

ми промышленными объектами, построен-

ными в удаленных областях, определили

последовательность этапов строительства

национальной сети связи: первым этапом

строительства стал этап строительства ма-

гистральных линий связи.

Для организации и осуществления строи-

тельства этих линий еще в 1934 году был

организован при Наркомсвязи СССР трест

по проектированию и строительству между-

городной проводной связи «Межгорсвязь-

строй». С этого времени идет отсчет исто-

рии строительства линий связи националь-

ной телекоммуникационной сети.

Само же строительство сетей связи стано-

вится государственной задачей, и все реше-

ния по созданию сетей связи принимаются

на государственном уровне или на уровне

Минсвязи. Такая национальная особенность

существовала до конца 1990 года. И только

с момента создания в 1990 году акционер-

ной компании АО «Совтелеком» к решению

задач нового строительства сетей связи бы-

ли допущены коммерческие структуры. Это

сразу же придало динамизм в решении тех

задач, на которые раньше уходили годы.

Преодоление отставания России в области

развития телекоммуникаций от передовых

стран (а оно тогда составляло 15–20 лет)

стало реальной возможностью.

Исследования, проведенные Е.Гайдаром [1],

показывают, что реальный путь преодоления

экономического отставания России лежит в

максимально быстрой либерализации эконо-

мики, в снижении до минимума участия госу-

дарства в экономике, в сокращении бремени

государственной опеки для бизнеса.

Государственное регулирование вносит суще-

ственные искажения в режим функциониро-

вания экономики: чем выше доля государ-

ственных расходов, тем выше уровень этих

искажений. Количественная оценка этих ис-

кажений выражается в финансовых потерях,

которые для США составляют не менее 30%

осваиваемых с участием государства

средств. К сожалению, для России этот пока-

затель потерь значительно выше из-за пло-

хой работы государственного аппарата.

В полной мере государственное управление в

нашей стране было национальной особен-

ностью при строительстве сетей связи. Неэф-

фективность государственного управления

явилась одной из главных причин отставания

развития электросвязи в Советском Союзе.

Как только в 1991 году «Совтелеком» полу-

чил свободу от государственного регулиро-

вания со стороны Министерства связи, ре-

зультат сказался в кратчайшие сроки. Уже в

1992 году был построен и сдан в эксплуата-

цию Западный сегмент цифровой магист-

ральной сети ВСС в составе морской под-

водной ВОЛС «Дания – Россия №1», цифро-

вой РРЛ «Санкт-Петербург – Москва», меж-

дународных коммутационных цифровых

станций в Москве и Санкт-Петербурге.

Благоприятная обстановка во взаимоотно-

шениях государства и ОАО позволила за ко-

роткий промежуток времени построить

«хребет» магистральной волоконно-опти-

ческой сети ОАО «Ростелеком» [2].

Возвращение в 2000 году к системе государ-

ственного регулирования в отношении ОАО

«Ростелеком» и всего ОАО «Связьинвест»

привело к 10-кратному сокращению объемов

нового строительства. Старые, неэффектив-

ные, государственные формы управления

операторами ЕСС не замедлили сказаться:

динамично развивающиеся, быстро догоняю-

щие лучших зарубежных операторов компа-

нии – операторы ЕСС стали вновь отставать.

Упор только на регулирование «финансовых

потоков» новых команд этих операторов в

условиях недостаточно разветвленных циф-

ровых сетей привел к ухудшению инвестици-

онной обстановки. Появились публикации о

том, что доходы ряда компаний ОАО «Связь-

инвест» в долларовом выражении в 2002 го-

ду упали, а «Связьинвест» потерял инвести-

ционную привлекательность.

Национальная особенность России – управ-

лять экономикой через государственные

структуры – вновь отбрасывает назад разви-

тие телекоммуникационных сетей в РФ.

Крупные строительные компании –основа строительного комплексав электросвязиОгромные объемы строительства, реализо-

ванные в 90-х годах ОАО «Ростелеком»,

могли быть выполнены только крупнейшими

строительными компаниями, поэтому к

строительству ВОЛС были привлечены са-

мые крупные строительные компании элект-

росвязи, такие, как ОАО «Межгорсвязь-

строй», ОАО «Лентелефонстрой», ОАО

«Связьстрой-1», ОАО «Связьстрой-5», ОАО

«Связьстрой-6» и другие. Освободившись

от государственного регулирования, эти

компании, возглавляемые руководителями

новой формации, сумели освоить новейшие

технологии строительства и довести качест-

во строительства до мировых стандартов.

При техническом и организационном содей-

ствии ОАО «Ростелеком» и его строительно-

го филиала СОМЭС в этих компаниях были

созданы мощные строительные комплексы,

обучены сотни специалистов. Суммарные

производственные мощности крупных предп-

риятий по строительству междугородных

ВОЛС обеспечивали ежегодное строитель-

ство только на магистральной сети ОАО

«Ростелеком» до 8 тыс. км. ВОЛС в год. Сле-

дует отметить, что создание такого строи-

тельного потенциала предполагало его ис-

Кабели


пользование в течение длительного периода

для замены медно-жильных кабелей связи на

волоконно-оптические на всей сети ОАО «Рос-

телеком» общей протяженностью 225 тыс. км.

Это та национальная особенность, которой

можно было бы гордиться, но десятикратное

сокращение объемов строительства на объ-

ектах ОАО «Связьинвест» не дает

повода для оптимизма в отношении возмож-

ности использования имеющихся мощностей

строительных компаний электросвязи.

Строительство ВОЛС как «экономичес�кий локомотив» развитияИнтенсивное строительство магистральных и

междугородных ВОЛС в начале и середине

90-х годов прошлого столетия явилось тем

звеном, которое стало вытягивать на новый

уровень развития смежные отрасли народно-

го хозяйства. Например, в короткие сроки

была решена проблема организации и осво-

ения выпуска отечественных оптических ка-

белей связи на уровне лучших мировых об-

разцов. То есть рыночные экономические от-

ношения заказчика кабеля и его поставщика

позволили решить ту задачу, с которой так и

не смог справиться МНТК «Световод» в пос-

ледние годы советской власти.

На российских предприятиях за короткий

срок было организовано производство тех-

нических средств для полного оснащения

строительства кабельных магистралей,

включая такие последние технологические

новинки, как защитные полиэтиленовые тру-

бы для задувки оптических кабелей.

Совместно с японской компанией NEC в го-

роде Черноголовка было организовано про-

изводство современной аппаратуры SDH

для волоконно-оптических систем передачи.

Только в производственной сфере вокруг

строительства магистральных ВОЛС работа-

ли несколько тысяч человек.

Быстрое строительство магистральной сети

связи подтолкнуло региональные компании

электросвязи к строительству региональных

(зоновых) волоконно-оптических сетей связи.

Для строительства ВОЛС на зоновой сети

стали привлекаться строительные компании,

прошедшие большой путь строительства ма-

гистральных линий. Эти компании принесли

высокий технологический уровень строитель-

ства и на зоновые сети. Региональные строи-

тельные компании по строительству сооруже-

ний ВОЛС быстро подтягивались до техничес-

кого уровня крупных компаний – к этому под-

талкивала жесткая конкурентная борьба.

Одновременно получили мощное развитие

городские и местные коммерческие компа-

нии электросвязи, которые, используя факт

наличия междугородных и международных

ВОЛС в России, быстро подтянули к сетям

клиентов, потребителей, которые этими воз-

можностями не преминули воспользоваться.

Таким образом, наряду с крупными опера-

торами связи стали быстро развиваться

операторы среднего и малого бизнеса:

сильное звено – ОАО «Ростелеком» – вытя-

гивало слабые звенья на современный уро-

вень работы с потребителями.

Как сейчас модно говорить, новые операторы

связи, и прежде всего ОАО «Ростелеком»,

развернув интенсивное строительство ВОЛС,

стали одним из «локомотивов» экономики

России. Важно отметить, что в этом процессе

не тратились финансовые средства из бюдже-

та России: бюджетные средства только попол-

нялись за счет деятельности операторов.

ОАО «Ростелеком» как локомотивстроительства ВОЛСНаибольший объем и спектр работ по соз-

данию волоконно-оптической сети в России

пришелся на ОАО «Ростелеком», которое

стало преемником Минсвязи СССР по стро-

ительству и эксплуатации международных и

междугородных линий связи. Можно гово-

рить о том, что очень важной особенностью

строительства ВОЛС в России является на-

личие сильного звена в лице оператора

международной и междугородной электрос-

вязи, который является лидером в развитии

волоконно-оптической связи и создает сети

ВОЛС опережающими темпами по сравне-

нию с другими операторами.

Ослабление позиций и снижение темпов но-

вого строительства на ЕСС России неизбежно

приведет к новому отставанию в ее развитии.

Это тем более важно понимать в сложивших-

ся условиях, когда лишь одна пятая часть се-

ти ЕСС перестроена с использованием опто-

волоконного кабеля. Нельзя оставлять значи-

тельную часть страны вне зоны обслуживания

современной сетью электросвязи.

Ведомственные сети как национальнаяособенность сетей связи РоссииВ России исторически сложилось так, что

из-за слабо разветвленной сети связи об-

щего пользования многие ведомства вы-

нуждены были строить свои сети. В ряде

случаев такое строительство обусловлено

технологическими особенностями произ-

водств конкретных ведомств, например, не-

обходимостью обеспечения технологичес-

кой связи вдоль нефте- и газопроводов,

связью вдоль железных дорог, необходи-

мостью создания закрытых сетей связи не-

которыми государственными структурами.

Перевод ведомственных сетей на волоконно-

оптические является дорогостоящим меропри-

ятием. Как правило, для окупаемости такого

строительства, кроме технологической состав-

ляющей, закладывается и так называемая

коммерческая составляющая. То есть значи-

тельная часть мощности ведомственной сети

предполагается для использования в коммер-

ческих целях для обслуживания населения и

определенных корпоративных клиентов.

Первой ведомственной сетью, которая реа-

лизовала этот подход, стала сеть ЗАО

«Компания Транстелеком». В планах этого

ЗАО создание второго после ОАО «Росте-

Кабели

Рис. 1. ВОЛС ОАО «Ростелеком»


леком» национального оператора междуна-

родной и междугородной связи. Параллель-

но с ЗАО «Компания Транстелеком» новое

строительство ВОЛС на ведомственных се-

тях начали ОАО «Транснефть», РАО ЕЭС,

«Газпром» и другие ведомства.

При строительстве ВОЛС для ведомственных

сетей было бы целесообразно использовать

те же технологии, что используются на сети

общего пользования России. Ранее коорди-

нацию строительства ведомственных сетей

связи, ее увязку с интересами сети общего

пользования осуществлял межведомствен-

ный координационный комитет при Минсвязи

СССР. В настоящее время функции коорди-

нации должен был бы выполнять Государ-

ственный комитет по электросвязи при Минс-

вязи России, однако реальное влияние этого

комитета чрезвычайно мало, так как решения

комитета носят рекомендательный характер.

Поэтому новое строительство ВОЛС на раз-

личных ведомственных сетях осуществляется

по различным технологиям, используя раз-

ные технические решения. Это часто затруд-

няет подсоединение и взаимодействие ведо-

мственных сетей с общенациональной сетью.

Данная национальная особенность приводит

к неэффективному использованию свобод-

ных мощностей систем связи: строятся дуб-

лирующие по отношению к пользователям

дорогостоящие сети. Из-за различных техни-

ческих реализаций сетей взаимное резерви-

рование и аренда каналов требуют дополни-

тельных затрат на установку согласующих

устройств и необходимых преобразователей.

Предложения для ускорения строитель�ства ВОЛС в РоссииДля ускорения интеграции России в миро-

вое телекоммуникационное пространство

требуется избавиться от тормозящих этот

процесс национальных особенностей. Преж-

де всего надо отказаться от государствен-

ного управления операторами междугород-

ной и зоновой связи. Первые годы работы

компании «Ростелеком» и региональных

компаний электросвязи показал, что по-нас-

тоящему открытая акционерная компания

может решать большие задачи по строи-

тельству сетей связи в кратчайшие сроки.

Сейчас необходимо создать условия для но-

вого «рывка» в строительстве междугород-

ных, зоновых и местных ВОЛС: оставаться с

огромным наследством медно-жильных се-

тей в условиях динамично развивающейся

экономики – недопустимая роскошь.

Это обстоятельство является одним из пре-

пятствий развития экономики регионов Рос-

сии, ведущим к еще большему отставанию

регионов. Наличие ВОЛС дает возможность

широкополосного доступа к современным

сетям связи. Оставлять большую часть на-

селенных пунктов во многих регионах Рос-

сии без такого доступа – значит обречь их

на дальнейшее прозябание.

По государственному разумно вновь запус-

тить экономический «локомотив развития»

– телекоммуникационный локомотив, кото-

рый объединит в единый организм операто-

ров связи, строительные компании для

прокладки новых ВОЛС, производителей

технических средств для строительства

ВОЛС и потребителей услуг связи.

Очень важно для управления таким «локо-

мотивом» найти профессиональных специа-

листов, понимающих происходящие процес-

сы и умеющих в короткие сроки решать

сложные задачи развития сетей и вхожде-

ния в мировое телекоммуникационное

пространство.

Литература1. Гайдар Е. Т. Структурные реформы. Уско�

рение вместо паузы. Известия, 26.02.2003

2. Кабельные линии связи, История в

очерках и вопоминаниях. М.: Связь, 2002.

Кабели


ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА,ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ.МНОГОМОДОВЫЕ ВОЛОКНА

С.Э. ПИТЕРСКИХ, к.т.н.

Область применения многомодовых оптических волокон (ОВ) – это

локальные сети, а также линии передачи типа «точка – точка» на

короткие (2000 м) расстояния.

Несмотря на то что в локальных сетях в настоящее время преобла-

дает медный кабель, все большее число пользователей выбирают

многомодовые ОВ в качестве передающей среды кабельных линий,

обеспечивающих доведение ОВ до рабочего места (fiber to the desk).

Анализ динамики развития локальных сетей показывает, что к 2007

году объем рынка оптического кабеля для локальных сетей возрас-

тет более чем вдвое [1].

По сравнению с медной витой парой ОВ имеют явные преимущест-

ва при использовании в локальных сетях: возможность высокоско-

ростной передачи, более высокую полосу пропускания, помехозащи-

щенность, информационную безопасность, возможность организа-

ции более совершенной структуры сети.

И хотя в настоящее время рассматривается возможность увеличе-

ния скорости передачи по медным кабелям до 10 Гбит/с, что потре-

бует обязательного увеличения широкополосности кабеля, даль-

ность передачи при этом не превысит 100 м.

Решение о создании волоконно-оптической сети позволит уже сегод-

ня получить гарантированные скорости передачи до 10 Гбит/с и иск-

лючить необходимость модернизации сети в ближайшем будущем.

Кроме того, использование в качестве передающей среды много-

модового волокна дает возможность организовать локальную

сеть с централизованной архитектурой, что может дать серьез-

ную экономическую выгоду [5]. Все электронное оборудование

при этом будет сосредоточено в одном месте, а рабочие места

могут быть удалены от него на расстояние до 300 м (предельное

расстояние передачи со скоростью 10 Гбит/с для медной витой

пары – 100 м). Стандарты на использование многомодовых ОВ в

локальной кабельной сети с централизованной архитектурой

представлены документами ANSI TIA/EIA-568-В.1/В.2 и ISO-1180

(2 редакция) [2].

В этих стандартах предусмотрено использование многомодовых ОВ

с диаметрами сердцевины 50 и 62,5 мкм или одномодового ОВ при

дальности расстояния передачи до 300 м

Обратимся к рассмотрению преимуществ использования многомо-

довых ОВ в сравнении с одномодовыми волокнами в качестве пе-

редающей среды локальных сетей связи. Несмотря на то что цена

многомодовых ОВ сегодня в 3–5 раз выше одномодовых ОВ, при-

менение многомодовых ОВ в комбинации с более дешевыми источ-

никами излучения (лазеры типа VCSEL, светоизлучающие диоды) и

соответствующими фотоприемниками в приемопередающей аппа-

ратуре является экономически оправданным для локальных сетей.

Кроме того, при сращивании многомодовых волокон и использова-

нии разъемных оптических соединителей требуемая точность сов-

мещения торцов существенно ниже, чем в в случае сращивания од-

номодовых ОВ [3].

В целом затраты на построение и эксплуатацию локальных сетей,

использующих многомодовое волокно, меньше на 25–50% по срав-

нению с применением одномодовых волокон [1].

На мировом рынке представлены два типа многомодовых ОВ, от-

личающиеся диаметром сердцевины 50 и 62,5 мкм. При выборе

между ними в случае строительства сети предпочтение, по-види-

мому, следует отдать волокну 50/125 мкм, поскольку при меньшей

его стоимости ширина полосы пропускания больше, хотя, возмож-

но, что и потери мощности вводимого сигнала будут больше. Кро-

ме того, при использовании новой элементной базы (лазерных ис-

точников) волокно 50/125 мкм обеспечивает существенно более

высокую скорость и расстояние передачи по сравнению с волок-

ном 62,5/125 мкм.

Следует напомнить, что Рекомендация G.651 МСЭ-Т рассматривает

только многомодовое волокно 50/125 мкм [4].

Необходимость создания высокоскоростных сетей связи, работаю-

щих с протоколами Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) с использованием

лазерных источников, привела к разработке новой серии многомо-

довых ОВ. К ним относятся следующие марки ОВ: InfiniCor компа-

нии Corning, LaserWave и GigaGuide компании OFS, Multimode

GLight компании Alcatel. Такие волокна способны обеспечить не

только передачу со скоростью от 1 до 10 Гбит/с на относительно

большие расстояния (2000 м и 300 м соответственно), но и увеличе-

ние скоростей передачи в будущем. Так, многомодовое волокно

марки LaserWave фирмы OFS при использовании лазеров типа

VCSEL передает сигнал со скоростью до 40 Гбит/с на расстояние

300 м на длине волны 850 нм [1].

При проектировании высокоскоростных локальных сетей не следу-

ет забывать и об обеспечении минимального уровня коэффициента

затухания многомодового ОВ. Поскольку в сетях, использующих

протоколы передачи Gigabit Ethernet и Fiber Channel, бюджет мощ-

ности может иметь весьма малую величину ~ 2,5 дБ, это потенци-

ально ограничивает максимально достижимое расстояние передачи

до 100 м [1], учитывая дополнительные оптические потери в свар-

ных соединениях и оптических разъемах.

Следует отметить, что новые многомодовые ОВ практически пол-

ностью совместимы с применяемыми в локальных сетях многомо-

довыми волокнами и аппаратурой.

В табл.1 приведены характеристики многомодовых ОВ, представ-

ленных на российском рынке. Так же, как и в [5], при составлении

Кабели

Продолжение, начало в № 2 2003


Кабели

ПараметрЕдиницаизмере-

ния

Corning Inc. Alcatel

50/125 62,5/125InfiniCor

300InfiniCor

600InfiniCorCL 1000

InfiniCorSX+

6930Multimode

50/125

6931Multimode

GLight62,5/125

6932Multimode62,5/125

Геометрические характеристики

Диаметр сердцевины мкм 50,0 � 3,0 62,5 � 3,0 62,5 � 3,0 50,0 � 3,0 62,5 � 3,0 50,0 � 3,0 50,0 � 3,0 62,5 � 3,0 62,5 � 3,0

Диаметр оболочки мкм 125,0 � 2,0 125,0 � 2,0 125,0 � 2,0 125,0 � 2,0 125,0 � 2,0 125,0 � 2,0 125,0 � 3,0 125,0 � 3,0 125,0 � 3,0

Погрешность концентричности сердцевины мкм � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0 � 3,0

Некруглость сердцевины % � 5 � 5 � 5 � 5 � 5 � 5 � 6 � 6 � 6

Некруглость оболочки % � 2 � 2 � 2 � 2 � 2 � 2 � 2 � 2 � 2

Диаметр покрытия мкм 245 � 5 245 � 5 245 � 5 245 � 5 245 � 5 245 � 5 245 � 10 245 � 10 245 � 10

Погрешность концентричности покрытия мкм � 12 � 12 � 12 � 12 � 12 � 12 � 12,5 � 12,5 � 12,5

Передаточные характеристики

Рабочий диапазон длин волн нм850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300

Числовая апертура0,200 �0,015

0,275 �0,015

0,275 �0,015

0,200 �0,015

0,275 �0,015

0,200 �0,015

0,200 �0,015

0,275 �0,015

0,27 5�0,015

Коэффициент затухания на длине волны:850 нм1310 нм

дБ/км� 2,5� 0,8

� 3,0� 0,7

� 3,0� 0,7

� 2,5� 0,8

� 3,0� 0,7

� 2,5� 0,8

2,4...2,80,6...1,0

2,40,6

2,8–3,50,8...1,5

Длина волны нулевой дисперсии нм 1300...1320 1332...1354 1332...1354 1300...1320 1332...1354 1300...1320 1295...1320 1320...1365 1320...1365

Наклон дисперсионной кривой в точке нулевойдисперсии

пснм2 км

� 0,101 � 0,097 � 0,097 � 0,101 � 0,097 � 0,101 � 0,11 � 0,11 � 0,11

Локальные неоднородности затухания винтервале рабочих длин волн 850 и 1310 нм

дБ � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2 � 0,2

Прирост коэффициента затухания на длиневолны гидроксильного пика 1383 нмотносительно коэффициента затухания надлине волны 1310 нм

дБ/км � 3,0 � 1,0 � 1,0 � 3,0 � 1,0 � 3,0 н/д н/д н/д

Ширина полосы пропускания на длинах волн850/1310 нм (со светодиодными источниками)

МГц км

400/400400/600

400/1200500/500600/600

600/1000

160/500200/500

н/д н/д н/д 1500/500300/300400/800

600/1200200/500

160/200200/500250/800

Пропускная способность: расстояние передачипо протоколу IEEE802,3 на длинах волн:1 Gigabit Ethernet:

850 нм1310 нм

10 Gigabit Ethernet, 850 нм

мн/дн/дн/д

н/дн/дн/д

300550н/д

600600н/д

5001000н/д

н/дн/д300

н/дн/дн/д

2751200н/д

н/дн/дн/д

Прирост коэффициента затухания из-замакроизгибов (100 витков � 75 мм) на длинахволн 850 и 1310 нм

дБ/км � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5 � 0,5

Прирост коэффициента затухания привоздействии факторов окружающей среды надлинах волн 850 нм и 1310 нм:– температуры от -60 до +850C,– циклов от –10 до +850C при влажности 98%,– погружения в воду при +23 0C,– ускоренного старения при +850C

дБ/км � 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2н/дн/д

� 0,2� 0,2

(-10...+70oC)

н/дн/д

� 0,2� 0,2

(-10...+70oC)

н/дн/д

� 0,2� 0,2

(-10...+70oC)

н/дн/д

Рабочий интервал температур oC –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85 –60...+85

Эффективный групповой показательпреломления на длинах волн:

850 нм1310 нм

1,4901,486

1,4961,491

1,4961,491

1,4901,486

1,4961,491

1,4901,386

1,4821,480

1,4971,492

1,4821,480

Механические характеристики

Уровень напряжения при proof-test испытаниях ГН/м2 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Параметр динамической усталости n н/д 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Усилие стягивания покрытия Н 3,2 3,2 2,7 2,7 2,7 2,7 � 1,0 � 1,0 � 1,0

Таблица 1.1Характеристики многомодовых ОВ типа G. 651


Кабели

Таблица 1.2Характеристики многомодовых ОВ типа G. 651

ПараметрЕдиницаизмере-

ния

OFS Fujikura

Graded Index Multimode LaserWave G+ GigaGuide LaserWave500/300

G.50/125UV50\125 62,5\125 100\140 50\125 62,5/62,5XL


Диаметр сердцевины мкм 50,0 � 2,5 62,5 � 2,5 100 � 4 50,0 � 2,5 62,5 � 2,5 50,0 � 2,5 50,0 � 2,5

Диаметр оболочки мкм 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 140 � 3 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 125,0 � 2,0

Погрешность концентричности сердцевины мкм � 1,5 � 1,5 � 3 � 1,5 � 1,5 � 1,5 � 1,5

Некруглость сердцевины % � 5 � 5 � 5 � 5 � 5 � 5 � 6

Некруглость оболочки % � 1 � 1 � 1 � 1 � 1 � 1 � 1

Диаметр покрытия мкм245 � 10 500 � 25

245 � 10 500 � 25

245 � 10 500 � 25

245 � 10 245 � 10 245 � 10 245 � 10

Погрешность концентричности покрытия мкм н/д н/д н/д � 6 � 6 � 6 � 12,5


Рабочий диапазон длин волн нм850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300850

1300

Числовая апертура 0,200 � 0,015 0,275 � 0,015 0,290 � 0,015 0,200 � 0,015 0,275 � 0,015 0,200 � 0,015 0,200 � 0,015

Коэффициент затухания на длине волны:850 нм1310 нм

дБ/км� 2,5� 0,7

� 3,0� 0,8

� 4,0� 1,5

� 2,4� 0,7

� 2,9� 0,7

� 2,4� 0,7

� 2,4� 0,7

Длина волны нулевой дисперсии нм 1297...1316 1320...1365 1332...1358 1297...1316 1320...1365 1297...1316 н/д

Наклон дисперсионной кривой в точке нулевойдисперсии

пснм2 км

� 0,101 � 0,097 � 0,097 � 0,101 � 0,097 � 0,101 н/д

Локальные неоднородности затухания винтервале рабочих длин волн 850 и 1310 нм

дБ н/д н/д н/д � 0,08 � 0,08 � 0,08 н/д

Прирост коэффициента затухания на длиневолны гидроксильного пика 1383 нм относительнокоэффициента затухания на длине волны 1310 нм

дБ/км н/д н/д н/д � 1,5 � 1,0 � 1,0 н/д

Ширина полосы пропускания на длинах волн(со светодиодными источниками)

850 нм1310 нм

МГц км400400

160500

100100

950(лазер)500(лазер)

н/д4000/2000 (лазер)

500/500 (лазер)400600

Пропускная способность: расстояние передачи попротоколу IEEE802.3z на длинах волн:1 Gigabit Ethernet:

850 нм1310 нм

10 Gigabit Ethernet, 850 нм

мн/дн/дн/д

н/дн/дн/д

н/дн/дн/д

750600150

300/500550/1000

н/д

1000/1000600/600500/300

н/дн/дн/д

Прирост коэффициента затухания из-замакроизгибов (100 витков �75 мм) на длинахволн 850 и 1310 нм

дБ/км �0,5 н/д н/д �0,5 �0,5 �0,5 н/д

Прирост коэффициента затухания привоздействии факторов окружающей среды надлинах волн 850 нм и 1310 нм:– температуры от –60 до +850C,– циклов от –10 до +850C при влажности 98%,– погружения в воду при +23 0C,– ускоренного старения при +850C

дБ/км н/дн/дн/дн/д

н/дн/дн/дн/д


�0,1�0,2

(-10...+90 �С), 85%н/дн/д

�0,1�0,2

(-10...+90 �С), 85%н/дн/д

�0,1�0,2�0,2�0,2


Рабочий интервал температур �С н/д н/д н/д -60...+85 -60...+85 -60...+85 -60...+85

Эффективный групповой показательпреломления на длинах волн:

850 нм1310 нм

1,4831,479

1,4961,491

1,4971,492

1,4831,479

1,4961,491

1,4831,479

н/д


Уровень напряжения при proof-test испытаниях ГН/м2 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Параметр динамической усталости n н/д н/д н/д н/д н/д н/д н/д н/д

Усилие стягивания покрытия Н н/д н/д н/д 3,0 3,0 3,0 н/д


Кабели

Таблица 2Характеристики ОВ для подводных кабелей

таблицы были использованы опубликованные спецификации ОВ,

выпущенные производителями по состоянию на конец 2003 года.

В табл. 2 представлены характеристики ОВ для подводных

кабелей. Эти волокна относятся к типу одномодовых волокон,

которые были рассмотрены в [5].

Литература1. J. George. Choosing the best media for fiber�in�the�horizontal. –

Cabling Installation & Maintanance, September, 2003.

2. ISO/IEC 11801 – Information Technology – Generic Cabling for

Customer Premises, 2002.

3. Скляров О.К. Современные волоконно�оптические системы

передачи. – М.: Изд. Солон�Р, 2001. – 237 с.

4. ITU�T Recommendation G.651. Characteristics of a 50/125µm multi�

mode graded index optical fiber cable, 1998.

5. Питерских С.Э. Оптические волокна, представленные на

российском рынке и их характеристики. Lightwave Russian Edition,

2003, № 2, cc.21–24.

Параметры Единицы

Corning Inc. OFC

SubmarineLEAF

SubmarineSMF-LS+

VascadeL1000 TrueWave XL TrueWave SRS


Диаметр оболочки мкм 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0 125,0 � 1,0

Некруглость оболочки % � 1,0 � 1,0 � 1,0 � 1,0 � 1,0

Погрешность концентричности сердцевины мкм н/д н/д н/д н/д н/д

Диаметр покрытия мкм 245 � 5 245 � 5 245 � 5 245 � 10 245 � 10

Погрешность концентричности покрытия мкм � 12 � 12 � 12 � 12 � 12


Рабочий диапазон длин волн нм н/д н/д н/д 1530...1565 1520...1590

Диаметр модового поля на длиневолны 1550 нм мкм н/д н/д н/д 9,5�0,5 8,4�0,6

Длина волны отсечки в кабеле �cc нм н/д н/д � 1260 н/д � 1260

Коэффициент затухания на опорной длине волны 1550 нм дБ/км � 0,21 � 0,20 � 0,187 � 0,23 � 0,215

Прирост коэффициента затухания в интервале рабочихволн относительно коэффициента затухания на опорнойдлине волны 1530...1565 нм (1550 нм)

дБ/км �0,05 � 0,05 � 0,05 � 0,05(1520...1590нм)

� 0,05(1520...1590нм)

Эффективная площадь сечения мкм 71 50 101 72 50

Локальные неоднородности затуханияв интервале длин волн 1530...1565 нм дБ � 0,10 � 0,10 � 0,10 � 0,10 � 0,10

Коэффициент хроматической дисперсиив интервале длин волн 1530...1565 нм пс/нм.км – 2,4 – 2,0 18,5 – 5,0 – 1,4... – 4,8

Наклон дисперсионной кривой на длине волны 1550 нм пс/нм2 км � 0,12 � 0,05 � 0,06 � 0,112 � 0,05

Коэффициент поляризационной модовой дисперсиипротяженной линии на длине волны 1550 нм пс/�� нм � 0,07 � 0,07 � 0,06 � 0,07 � 0,10

Прирост коэффициента затухания из-за макроизгибов(один виток � 35 нм) на длине волны 1550 нм дБ/км � 0,5 � 0,5 � 0,5 н/д н/д

Прирост коэффициента затухания из-за макроизгибов(100 витков � 75 нм) на длине волны:

1310 нм1550 нм

дБ/км� 0,05 (�50мм)� 0,10 (�50мм)

н/дн/д

н/дн/д

н/дн/д

н/дн/д


Уровень напряжений при proof-test испытаниях ГН/м2 � 1,4 � 1,4 � 1,4 � 1,4 � 1,4

Параметр динамической усталости n н/д � 20 � 20 � 20 � 20 � 20

Усилие стягивания покрытия 3,0 3,0 3,0 1,3...8,9 1,3...8,9

Эффективный групповой показатель преломления надлине волны 1550 нм дБ н/д н/д н/д 1,4732 1,4732

Коэффициент релеевского рассеяния на длине волны1550 нм дБ н/д н/д – 82 – 49,8 – 49,8


ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННАЯ СВАРКА ОПТИЧЕСКИХВОЛОКОН: МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

А.Н. ТУРКИН,Компания Оптиктелеком, [email protected]

Д.Д. ЩЕРБАТКИНМГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет

1. ВведениеС развитием оптических линий связи ста-

новится все более актуальным вопрос о

качественном и надежном сращивании

оптических волокон. Это означает, что

продолжают активно совершенствоваться

и аппараты для сварки оптических воло-

кон. Появляются новые современные мо-

дели, которые содержат в себе все совре-

менные технические новинки. Одновре-

менно с ними появляются и упрощенные

модели, которые содержат минимальное

количество технических новинок, но по

надежности и качеству едва ли уступают

своим «сложным» собратьям. В настоя-

щее время на рынке представлено более

десяти моделей высокоточных сварочных

аппаратов, которые позволяют достичь

предельно низких потерь при соединении

оптических волокон.

В данный момент на российском рынке

представлены аппараты в основном пяти

крупнейших мировых производителей. Это

японские компании Fujikura, Fitel

(Furukawa), Sumitomo, шведская компания

Ericsson и немецкая фирма Siemens

(Corning). Модели сварочных аппаратов

этих компаний позволяют быстро и качест-

венно при минимальном участии операто-

ра сваривать волокна в полевых условиях.

Качество и прочность создаваемого ими

сварного соединения и величина потерь

на нем примерно одинакова для всех ап-

паратов. Отличие состоит в методах юсти-

ровки волокон, оценки, обработки и предс-

тавления результатов.

2. Методика сварки оптическихволоконМетодика сварки оптических волокон зак-

лючается в определенной последователь-

ности операций. Перед началом непосред-

ственно процесса сварки, т.е. до того, как

поместить волокна в аппарат, необходимо

провести их подготовку. Подготовка воло-

кон включает в себя снятие защитного пок-

рытия и получение качественного торца

(скалывание) волокон. Необходимо отме-

тить, что чаще всего результат сварки нап-

рямую зависит именно от аккуратности вы-

полнения этих операций – чем аккуратней

подготовлены волокна, тем лучше сварное

соединение.

Работа сварочного аппарата начинается с

оценки и выравнива-

ния волокон. Для этой

операции разные про-

изводители использу-

ют различные систе-

мы. Следующая важ-

нейшая операция –

проведение сварки и

оценка ее результа-

тов. По результатам

оценки качества сварки

принимается решение

либо о соответствии ка-

чества сварки предъяв-

ляемым требованиям, либо о необходимос-

ти повторной сварки. Во втором случае не-

обходимо сломать сварное соединение и

вернуться к операции подготовки волокон.

Во втором случае протоколируется резуль-

тат сварки и проводится герметизация

сварного соединения.

2.1. PAS�система

Различие способов юстировки волокон зак-

лючается в применении разных методов их

выравнивания. Во всех аппаратах применя-

ется система выравнивания волокон по

изображению в параллельном пучке света

(PAS-система).

При таком методе юстировки волокна

освещаются сбоку параллельным пучком

света так, что оболочка и сердцевина

фокусируют свет, действуя, как цилиндри-

ческие линзы. При этом формируется

изображение, на котором видны границы

сердцевины и оболочки волокна,

что позволяет определить эксцентриситет

в каждом из волокон. Это показано

на рис. 1.

Такая система особенно распространена в

аппаратах японских производителей. Она

Рис. 1. Система юстировки волокон погеометрическим параметрам изображения волоконв параллельном пучке света – PAS�система

Кабели


используется для предварительной – грубой

– юстировки, а также для окончательной –

тонкой – подстройки волокон.

2.2. LID-система

У европейских производителей PAS-систе-

ма используется для грубой настройки.

Тонкая юстировка у аппаратов фирмы

Siemens (Corning) осуществляется по мак-

симуму мощности излучения, передаваемо-

го через сварное соединение (LID-система).

При этом в первое волокно на изгибе вво-

дится через оболочку световой сигнал (см.

рис. 2). Сигнал проходит через место сты-

ковки волокон и выводится из второго во-

локна также на изгибе. Чем больше перек-

рываются сечения волокон на стыке, тем

сильнее интенсивность проходящего через

стык сигнала. А это означает, что волокна

точнее выровнены.

Преимущества PAS-системы по сравнению

с LID-системой состоят в основном в том,

что практически исключаются проблемы,

связанные с вводом и выводом излучения

через оболочки волокон, уменьшаются тре-

бования к величине допустимого угла ско-

ла волокон. Дело в том, что ввод и вывод

излучения при использовании LID-системы

осуществляется через оболочку на изгибе

волокна. Здесь особую роль имеют опти-

ческие свойства материала, из которого

сделано защитное покрытие свариваемых

волокон. Если покрытие плохо пропускает

волокно, то необходимо его снять, что мо-

жет привести к повреждению волокна при

его изгибе. Необходимо еще отметить, что

при сращивании волокон со сложным про-

филем показателя преломления также мо-

гут возникнуть сложности, связанные с

вводом и выводом

излучения. Этих

проблем можно

избежать, если ис-

пользовать обе сис-

темы юстировки од-

новременно, что

осуществляется,

например, в аппа-

рате X-60 компании

Siemens (Corning).

При сварке одномо-

довых волокон воз-

никает проблема,

связанная с тем, что

силы поверхностно-

го натяжения стре-

мятся совместить

оси оболочек и, сле-

довательно, развес-

ти (при наличии в

волокнах эксцентриситета) оси сердцевины

волокон. Поэтому в современных аппаратах

предусмотрена коррекция эксцентриситета.

Оси волокон предварительно разводятся на

такое расстояние, на которое согласно

компьютерному расчету надо развести оси

сердцевины волокон так, чтобы силы пове-

рхностного натяжения совместили их при

сварке.

2.3. Тепловые

изображения

Недавно

появилась

методика тонкой

подстройки

волокон по инф-

ракрасному (ИК)

сигналу сердце-

вины и оболочки,

нагретых в дуге

электрического

разряда. Эта

методика, запа-

тентованная в начале

90-х годов ХХ века,

получила название

методики оценки

тепловых изображений.

В процессе сварки волокна излучают сиг-

нал в ИК диапазоне. Видеокамера через

систему фильтров фиксирует их изображе-

ния (рис. 3). Разные значения показателя

преломления сердцевины и оболочки озна-

чают различие их химического состава,

благодаря чему их ИК-сигналы различают-

ся, поэтому тепловые изображения сердце-

вины и оболочки волокон можно

отличить. Система наблюдения ИК-изобра-

жений волокон позволяет аппаратам компа-

нии Ericsson не отключать оптическую сис-

тему в процессе сварки, а «наблюдать»

ИК-сигнал «горячих» волокон.

Наблюдаемые в процессе сварки тепловые

изображения можно зафиксировать, полу-

чив так называемые тепловые фотографии.

Эти фотографии сохраняются в памяти

аппарата и анализируются после окончания

процесса сварки.

3. Оценка результатов процессасварки волоконКогда заканчивается процесс сварки, про-

изводится оценка качества соединения. Ча-

ще всего проводится оценка затухания сиг-

нала (в дБ) по геометрическим параметрам

(при использовании PAS-системы) или по

интенсивности проходящего через соедине-

ния оптического сигнала (при использова-

нии LID-системы).

Метод тепловых изображений дает возмож-

ность осуществлять управление параметра-

ми сварки на основе данных, полученных в

результате анализа тепловых фотографий

места стыка. Кроме того, информация обра-

батывается численными методами и по

команде отображается на дисплее. Таким

образом, оператор получает достоверную

информацию о состоянии волокон во время

сварки, а не до или после нее, как в случае

Рис. 2. Система юстировки волокон по интенсивностисигнала, проходящего через место стыковки волокон –LID�система

Рис. 3. Схема регистрации тепловых изображений

Кабели


Кабели

аппаратов с «холодным» изображением. В

дополнение к оценке затухания на сварном

соединении по тепловым фотографиям

можно вычислить следующие величины:

профиль показателя преломления, градиент

деформации сердцевины, диаметр модово-

го пятна (все значения по двум осям).

На сегодняшний день фирмы, производя-

щие сварочные аппараты для оптических

волокон, декларируют потери на сварном

стыке порядка 0,02 дБ. Это действительно

так, если выполняются два условия:

1) свариваемые волокна правильной формы;

2) свариваемые волокна имеют одинаковые

диаметры модового пятна.

Если же потери на сварном стыке оказа-

лись больше 0,02 дБ, это значит, что ука-

занные условия не выполнены. Следова-

тельно, возникают два вопроса, на которые

необходимо ответить:

1) чем отличаются свариваемые волокна?

2) что нужно поменять в процессе сварки,

чтобы потери стали меньше?

Ответ на первый вопрос могут дать почти

все аппараты, представленные на рынке в

настоящее время. Любая из систем юсти-

ровки с большей или меньшей точностью

может определить тип свариваемых воло-

кон. Кроме того, оператор, проводящий ра-

боты с волокнами, чаще всего имеет доку-

ментацию на кабель и знает производителя

и тип свариваемых волокон. Вопрос о типе

волокон может возникнуть только в случае

отсутствия документации, т.е. если волокна

старые, проложены достаточно давно и до-

кументация на них по той или иной причине

отсутствует.

Сложнее обстоит дело со вторым вопросом.

Для ответа на него необходимо знать то,

что происходит с волокнами в процессе

сварки и что приводит к возрастанию

потерь на сварном соединении. Аппараты,

работающие с «холодными» волокнами,

объективно такую информацию дать не мо-

гут. Они оценивают волокна до и после

сварки. Во время самой сварки оптическая

система этих аппаратов не работает.

Вот здесь неоспоримое преимущество име-

ет система оценки тепло-

вых изображений. Ис-

пользуя метод управле-

ния в режиме реального

времени (RTC), можно

получить хорошие ре-

зультаты независимо от

внешних условий и типа

используемого волокна.

Благодаря RTC удается

измерить диаметры мо-

довых пятен сваривае-

мых волокон и изменить

режим сварки таким об-

разом, чтобы получить

наилучший результат.

Процесс RTC-метода изображен на рис. 4.

Последовательность начинается с короткого

импульса, который очищает волокно. Затем

следует более мощный импульс, который

разогревает волокно до такой степени, что

сквозь оболочку волокна становится видна

сердцевина. Благодаря этому можно опре-

делить смещение сердцевины волокон друг

относительно друга. Определив смещение,

сварочный аппарат совмещает волокна,

учитывая при этом влияние поверхностного

натяжения. Затем волокна сращиваются,

причем сам процесс сварки отображается

на экране дисплея. Если смещение сердце-

вины лежит в заданных пределах, а диамет-

ры модовых пятен равны, то на этом сварка

завершается. В противном случае волокна

вновь разогреваются и вносится очередная

поправка.

После того как волокно сварено и осмотре-

но с двух углов, можно вывести на экран

сохраненные тепловые изображения: от

двух до шести в зависимости от модели

аппарата. Эти изображения показывают

волокна в то время, когда возникает дуго-

вой разряд (в случае двух изображений), а

также волокна до проведения сварки, после

сварки и в период выравнивания и стабили-

зации (в случае шести изображений). При-

чина, почему величины оценки потерь могут

отличаться от истинных, в том, что сущест-

вует задержка по времени между снимком

и малыми перемещениями волокон в про-

цессе сварки. Для оценки потерь нужно

выбрать изображение, на котором наиболее

отчетливо видна сердцевина волокон. Осно-

вываясь на оценке изображения и собствен-

ном опыте, оператор может анализировать

и учитывать все факторы, действующие в

зоне сварки. В случае шести тепловых фо-

тографий можно проследить, на какой из

них меняется затухание в процессе сварки,

и таким образом найти момент, на который

стоит обратить внимание при оценке ре-

зультатов сварки.

4. Анализ качества сварки волоконс помощью тепловых изображенийКак уже говорилось, при проведении работ

на аппаратах, оснащенных системой тепло-

вых изображений, после проведения сварки

волокна и оценки результата в двух плос-

костях можно вывести на экран сохранен-

ные тепловые изображения. Анализируя

изображение, нужно ответить на следую-

щие вопросы:

1. Расположена ли сердцевина вдоль одной

прямой линии на участке сварного шва?

Изгиб сердцевины в зоне сварки часто объ-

ясняется низким качеством скалывания. Ре-

зультатом являются дополнительные потери

на шве.

2. Есть ли смещение сердцевины друг отно-

сительно друга?

Смещение сердцевины может возникнуть

при сварке двух волокон с большим эксце-

нтриситетом. Как результат – дополнитель-

ные потери на шве. В этом случае нужно

применить метод выравнивания нагретой

сердцевины.

3. Есть ли в зоне сварки инородные вкрап-

ления?

Эти вкрапления могут возникнуть из-за пло-

хой очистки волокна, некачественного скола

Рис. 4. Процесс RTC�метода


или воздушного пузырька, т.е. некачествен-

ной подготовки волокна. Инородное вклю-

чение может ослабить механическую проч-

ность шва, а если оно расположено в облас-

ти сердцевины, то привести к дополнитель-

ным потерям.

4. Проходит ли через шов вертикальная

линия?

Вертикальная линия, разделяющая два

волокна, может появиться по причине заг-

рязнения торца волокна после скалывания,

неправильного проведения скалывания,

низкого тока сварки. Результат – дополни-

тельные потери на шве. Автоматическая

регулировка тока дуги позволяет предотв-

ратить возникновение данной проблемы.

5. Не изменился ли диаметр волокна

и сердцевины в зоне сварки?

Деформация волокна означает, что сварка

проведена с неправильными параметрами.

Результат – возникновение дополнительных

потерь на шве. Оценка формы и деформа-

ции волокон и контроль параметров процес-

са сварки в реальном времени позволяет

избежать этого.

Можно утверждать, что после проведения

сварки аппаратом необязательно проводить

проверку сварного шва рефлектометром.

Достаточно проведения проверки с по-

мощью оптического тестера.

5. Выбор сварочного аппаратаКак же осуществить выбор сварочного ап-

парата? Однозначный ответ на этот воп-

рос трудно дать даже теоретически. Дело

даже не в том, что каждый производитель

пытается подать свой товар как самый

лучший, используя для этого те или иные

преимущества: современный дизайн, удоб-

ное меню и программа, совместимая со

всеми современными компьютерными сис-

темами, самое короткое время сварки и

многое другое. Конечно, удобство работы,

бесспорно, играет одну из главных ролей в

привлечении покупателя. Прогресс не сто-

ит на месте, и современные достижения

науки и технологии внедряются повсемест-

но, в том числе и в сварочном оборудова-

нии для оптических волокон. Аппараты,

снабженные всеми современными техни-

ческими тонкостями, есть у всех произво-

дителей. Соответственно, все новые аппа-

раты имеют цену выше, чем предыдущие

модели, но порядок цен у представителей

разных компаний примерно одинаковый,

что отражено в табл. 1.

Можно также видеть, что набор функций и

параметров аппаратов разных производи-

телей в общих чертах один и тот же. Прог-

ресс технологии производства волокон, ве-

дущий к повышению их качества, делает

процесс сварки все более рутинной проце-

дурой, не требующей особенных техничес-

ких тонкостей. Хорошие волокна можно

сварить любым современным аппаратом с

затуханием, укладывающимся в допусти-

мые нормы, и это действие не вызовет ни-

каких трудностей.

Другое дело, если волокна не очень каче-

ственные – старые, проложенные пять, а то

и десять лет назад, условия прокладки не

самые благоприятные (промерзание поч-

вы, высокие грунтовые воды и т.д.). Как

получить подходящее затухание в этом

случае? Вот здесь на первый план и выхо-

дит сам метод оценки и юстировки воло-

кон, который позволяет добиться необходи-

мого результата. Такие аппараты, работаю-

щие с тепловыми изображениями, имеют

большую точность по сравнению с аппара-

тами, работающими с «холодными» волок-

нами. Следовательно, преимущество будет

на их стороне. За счет того, что волокна

находятся под постоянным контролем опти-

ческой системы аппарата, информация

сохраняется в памяти и доступна операто-

ру, можно путем различных подборов прог-

рамм и параметров добиться необходимых

значений затухания.

Наряду с современными аппаратами на

рынке существуют упрощенные модели, ко-

торые не имеют большинства современных

технологических новинок, но могут доста-

точно хорошо сваривать волокна. Цена та-

ких аппаратов в несколько раз ниже, но это

вовсе не означает, что качество сварки у

них во столько же раз отличается в худшую

сторону. Вовсе нет. Для примера приведем

аппарат FSU AccessMAN производства ком-

пании Ericsson. Он предназначен для ло-

кальных и городских линий связи, что отра-

жено в названии. Он разработан на базе

предыдущей модели – FSU975 путем упро-

щения программного обеспечения. При

этом основной метод юстировки и оценки

волокон (работа с тепловыми изображения-

ми) у него сохранен, поэтому по качеству

производимых работ этот аппарат не усту-

пает своим технически более оснащенным

собратьям. Относительно низкая цена при

высоком качестве делает этот аппарат не-

заменимым для компаний, которые занима-

ются прокладкой и обслуживанием неболь-

ших волоконно-оптических линий связи,

имеют относительно скромный бюджет,

используют не самые дорогие и качествен-

ные волокна, но имеют достаточно высокие

требования по затуханию.

6. ЗаключениеСовременный рынок сварочного оборудова-

ния для оптических волокон обширен: от

простых и относительно дешевых аппаратов

до ультрасовременных и достаточно доро-

гих моделей. Из всех представленных моде-

лей потребитель может выбрать все, что

ему нужно. Только при большом количестве

моделей, приблизительно одинаковой цене

и огромном потоке рекламной информации

и обещаний скидок и привилегий бывает

очень трудно четко осознать те функции

аппарата, которые действительно являются

важными для конкретной работы того или

иного потребителя. Поэтому, прежде чем

искать компанию, в которой можно купить

аппарат, необходимо провести анализ того,

зачем этот аппарат нужен, в каких условиях

и с каким материалом предстоит им рабо-

тать. Основываясь на таком анализе, можно

сделать выбор модели, существенно пони-

зив вероятность ошибки.

Авторы надеются, что эта статья поможет

потребителю в проведении анализа, кото-

рый будет способствовать правильному

выбору и уменьшит риск ошибки при покуп-

ке сварочного аппарата. Правильный выбор

сварочного аппарата – это необходимое

условие того, чтобы покупатель остался до-

волен покупкой.

Литература 1. «Оптиктелеком: Технические заметки»:

www.optictelecom.ru > Технологии > Биб�

лиотека > Монтаж

2. Туркин А.Н. «Оборудование для эксплуа�

тации ВОЛС. Доступность и надежность.

(СТЛКС)'2003», 17–21 марта 2003 года,

С.�Петербург, с. 50–52.

Кабели


Кабели

фи

рм

ап

ро

изв

од

ите

ль

ER

ICS

SO

NE

RIC

SS

ON

ER

ICS

SO

NS

IEM

EN

SF

UJI

KU

RA

JDS

FIT

EL

(FU

RU

KA

WA

)JD

S F

ITE

L(F

UR

UK

AW

A)

SU

MIT

OM

O

мо

дел

ьF

SU

15F

IF

SU

Acc

essM

AN

FS

U97

5X

60F

SM

40S

S17

5S

176

TY

PE

37

год

вы

пус

ка20

0220

0219

9720

0019

9919

9820

0020

01

тип

ысв

ари

ваем

ых

вол

око

н

•м

ного

мод

овое

• ст

анда

ртно

еод

ном

одов

ое•

со с

мещ

енно

йди

спер

сией

•ле

гиро

ванн

ое э

рбие

м•

леги

рова

нное

тита

ном

•с

двух

слой

ной

обол

очко

й•

LEA

F

•м

ного

мод

овое

•ст

анда

ртно

еод

ном

одов

ое•

со с

мещ

енно

йди

спер

сией

•м

ного

мод

овое

•ст

анда

ртно

еод

ном

одов

ое•

со с

мещ

енно

йди

спер

сией

•ле

гиро

ванн

ое э

рбие

м•

леги

рова

нное

тита

ном

•с

двух

слой

ной

обол

очко

й

•м

ного

мод

овое

•ст

анда

ртно

еод

ном

одов

ое•

со с

мещ

енно

йди

спер

сией

•ле

гиро

ванн

оеэр

бием

•LE

AF

•м

ного

мод

овое

•ст

анда

ртно

еод

ном

одов

ое•

со с

мещ

енно

йди

спер

сией

•ле

гиро

ванн

оеэр

бием

•м

ного

мод

овое

•

стан

дарт

ное

одно

мод

овое

•со

см

ещен

ной

дисп

ерси

ей•

леги

рова

нное

эрби

ем•

LEA

F (

S17

5 v.

2000

)

•м

ного

мод

овое

•

стан

дарт

ное

одно

мод

овое

•со

см

ещен

ной

дисп

ерси

ей•

леги

рова

нное

эрби

ем•

LEA

F

•м

ного

мод

овое

•

стан

дарт

ное

одно

мод

овое

•со

см

ещен

ной

дисп

ерси

ей•

леги

рова

нное

эрби

ем•

LEA

F

мет

од

юст

ир

овк

иво

ло

кон

по т

епло

вом

уиз

обра

жен

июпо

теп

лово

му

изоб

раж

ению

по т

епло

вом

уиз

обра

жен

июLI

D-с

исте

ма

PA

S-с

исте

ма

PA

S-с

исте

ма

PA

S-с

исте

ма

PA

S-с

исте

ма

оц

енка

во

ло

кон

до

сва

рки

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

выр

авн

ива

ни

есе

рд

цев

ин

ып

ри

юст

ир

овк

е

по т

епло

вом

уиз

обра

жен

июсе

рдце

вины

по т

епло

вом

уиз

обра

жен

июсе

рдце

вины

по т

епло

вом

уиз

обра

жен

июсе

рдце

вины

по п

рохо

дящ

ему

сигн

алу

по п

роф

илю

серд

цеви

ныпо

про

фил

юсе

рдце

вины

по п

роф

илю

серд

цеви

ныпо

про

фил

юсе

рдце

вины

кон

тро

ль

свар

ки в

реж

им

ер

еал

ьно

говр

емен

и

есть

ес

ть

есть

не

т не

т не

т не

т не

т

спец

иал

ьны

еп

ри

спо

соб

лен

ия

дл

я кр

епл

ени

яво

ло

кна

двой

ной

приж

имво

локо

нне

т не

т не

т не

т не

т не

т не

т

сред

нее

вр

емя

свар

ки,

с15

(вк

люча

ет в

рем

яю

стир

овки

)45

(вк

люча

ет в

рем

яю

стир

овки

~30

c)45

(вк

люча

ет в

рем

яю

стир

овки

~30

c)40

(вк

люча

ет в

рем

яю

стир

овки

~25

c)18

(вр

емя

без

учет

аю

стир

овки

)17

(вр

емя

без

учет

аю

стир

овки

)11

(вр

емя

без

учет

аю

стир

овки

)11

(вр

емя

без

учет

аю

стир

овки

)

печ

ка д

ля

тер

мо

усад

киза

щи

тны

х ги

льз

съем

ная

съем

ная

съем

ная

встр

оенн

аявс

трое

нная

встр

оенн

аявс

трое

нная

встр

оенн

ая

мет

од

ика

рас

чет

а п

оте

рь

на

сты

кево

ло

кон

обра

ботк

а чи

слен

ным

им

етод

ами

тепл

овог

оиз

обра

жен

ия м

еста

свар

ки

обра

ботк

а чи

слен

ны-

ми

мет

одам

и те

пло-

вого

изо

браж

ения

мес

та с

варк

и

обра

ботк

а чи

слен

ным

им

етод

ами

тепл

овог

оиз

обра

жен

ия м

еста

свар

ки

оцен

ка з

атух

ания

прох

одящ

его

чере

зм

есто

сва

рки

сигн

ала

оцен

ка о

тнос

ител

ьног

осд

вига

сер

дцев

ины

оцен

ка о

тнос

ител

ьног

осд

вига

сер

дцев

ины

оцен

ка о

тнос

ител

ьног

осд

вига

сер

дцев

ины

оцен

ка о

тнос

ител

ьног

осд

вига

сер

дцев

ины

осн

овн

ой

рас

чет

по

тер

ьн

а ст

ыке

без

наг

рев

аво

ло

кон

оцен

ка с

мещ

ения

обол

очек

оцен

ка с

мещ

ения

обол

очек

оцен

ка с

мещ

ения

обол

очек

оцен

ка с

мещ

ения

обол

очек

(LP

AS

)оц

енка

про

фил

я се

рд-

цеви

ныоц

енка

про

фил

я се

рд-

цеви

ныоц

енка

про

фил

я се

рд-

цеви

ныоц

енка

про

фил

я се

рд-

цеви

ны

до

по

лн

ите

ль-

ны

й р

асч

етп

оте

рь

на

сты

кево

ло

кон

оцен

ка т

епло

вого

изо

б-ра

жен

ияоц

енка

теп

лово

гоиз

обра

жен

ияоц

енка

теп

лово

го и

зоб-

раж

ения

оцен

ка п

рохо

дящ

его

сигн

ала

(LID

)не

тне

тне

тне

т

трех

мер

но

еи

зоб

раж

ени

еп

ове

рхн

ост

иш

ва

есть

нет

есть

нет

нет

нет

нет

нет

оц

енка

мо

до

вого

пят

на

нет

нет

нет

есть

нет

есть

ес

ть

есть

ор

иен

тир

ово

ч-

ная

цен

а, $

22.0

008.

000

14.0

0030

.000

18.0

0017

.000

н.д.

18.0

00

Сва

ро

чн

ые

апп

арат

ы р

азл

ич

ны

х п

ро

изв

од

ите

лей

, п

ри

сутс

твую

щи

е н

а р

ын

ке Р

осс

ии

Табл

ица

1


Измерительная техника

ВведениеРазвитие волоконно-оптических систем передачи идет по пути уве-

личения информационных потоков, передаваемых по оптическому

волокну, за счет увеличения скорости передачи каждого канала

связи и спектрального уплотнения все большего числа каналов свя-

зи в одном волокне. Вследствие этого быстро повышается значение

надежности всех элементов оптического тракта, в том числе опти-

ческих разъемных соединений.

Для потребителей основными параметрами разъемов являются их

параметры передачи – величины затухания и обратного отражение

света в соединителе.

Однако для того, чтобы гарантировать надежную работу разъемов

и стабильность их параметров в течение всего срока службы, необ-

ходимо при производстве разъемов обеспечить оптимальную фор-

му оптических поверхностей разъемов, по которым осуществляется

контакт в соединителях.

Настоящая статья посвящена рассмотрению методики контроля на-

иболее «чувствительной» части оптических разъёмов – оптической

поверхности торцов ферулов – с использованием оптической интер-

ферометрии и компьютерной обработки изображений.

Физические требованияк оптическим поверхностям разъемов Коннектор является наиболее сложным элементом оптического сое-

динителя. Оптический коннектор, как правило, состоит из корпуса и

ферула, размещенного в корпусе. Боковая поверхность ферула мо-

жет иметь форму цилиндра, прямоугольника или иную форму.

Вдоль оси имеется одно или более отверстий, в которых заклеены

оптические волокна. Торец ферула отполирован. Наиболее распро-

страненными в России и в мире являются ферулы цилиндрической

формы с одним волокном и торцом, отполированным под сферу.

Поэтому в дальней-

шем интерферомет-

рический метод

контроля геометрии

поверхности разъе-

мов мы проиллюст-

рируем именно на

примере разъемов с

одноволоконными

цилиндрическими

ферулами (рис. 1)

(разъемы типов FC,

SC, FDDI, LC, MU,

Лист-Х и др.).

Функция коннектора

состоит в том, чтобы

максимально точно

соединить волокна

двух разъемов,

обеспечивая непре-

рывность оптическо-

го пути в точке их

контакта. В идеаль-

ном случае два фе-

рула и заклеенные в

них волокна, соеди-

няясь в точке кон-

такта под действием

силы сжатия, несколь-

ко деформируются в

центральной части та-

ким образом, что об-

разуют контакт воло-

кон без воздушного

зазора между ними.

При этом большая

часть силы давления

ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ РАЗЪЕМОВ

П. В. БАЗАКУЦА, к.ф.м.н.,директор ООО «Оптические телекоммуникации (ОПТЕЛ)»[email protected]

ЛОИС ЧЕРЕЛ (LOIС CHEREL),президент и основатель фирмы Data Pixel SAS

В статье рассмотрены принципы интерферометри�ческого метода измерения геометрических парамет�ров поверхностей, применяемого при промышленномпроизводстве оптических разъемов.

Рис. 1. Разрез цилиндрическогоферула с волокном

Параметр Мин. Макс.

Радиус (мм) 5 12

Заглубление (мм) –100 +100

Смещение апекса (мкм) 0 50

Рис. 2. Основные параметры симмет�рии торца оптического коннектораи типичные требования к ним(спецификация IEC на LC�коннектор)


прикладывается к поверхности ферула, предотвращая перенапря-

жение волокна, которое угрожает ухудшением оптических парамет-

ров, преждевременным старением и даже разрушением волокон в

точке контакта. Отсутствие воздушного зазора между сердцевина-

ми волокон необходимо для того чтобы в точке контакта волокон не

было скачка показателя преломления, а следовательно, отражения

и ослабления оптического сигнала, распространяющегося по волок-

ну. Чтобы обеспечить соблюдение указанных условий, геометричес-

кие параметры поверхностей торцов ферулов должны соответство-

вать очень жестким требованиям. На рис. 2 показаны критически

важные параметры геометрии поверхности ферулов, которые долж-

ны контролироваться в процессе промышленного производства

разъемов. На рис. 3 показаны типичные дефекты геометрии феру-

лов и их влияние на

работу оптических

разъемов.

С целью стандарти-

зации требований к

изделиям, поставляемым разными производителями, IEC приняты

спецификации параметров геометрии различных оптических разъе-

мов. В табл. 1 приведена спецификация для разъемов SC/PC и

SC/APC. Дополнением табл. 1 является график на рис. 4, устанав-

ливающий зависимость допустимого заглубления волокна от радиу-

са поверхности разъема, которая логично следует из геометрии фе-

рула (рис. 2). Аналогично и допуск на смещение вершины торца

ферула должен зависеть от радиуса торца ферула, что, видимо,

Правильная геометрияЗатухание: хорошоОтражение: хорошо

Угол полировки(воздушный зазор)Затухание: хорошоОтражение: плохо

Плоская полировка(воздушный зазор)Затухание: хорошоОтражение: плохо

Малый радиус Затухание: хорошоОтражение: хорошоБольшое механическоедавление=малый срок службы

Заглубление волокнаЗатухание: хорошоОтражение: плохо

Выступ волокнаЗатухание: хорошоОтражение: хорошо Большое механическоедавление=малый срок службы

ЭксцентриситетЗатухание: плохоОтражение: хорошо

Наклон волокнаЗатухание: плохоОтражение: хорошо

Рис. 3. Типичные дефекты симметрииполированных торцов ферулов

Рис. 4. График зависимости допустимого заглубления волокна отрадиуса полировки (спецификация IEC для коннекторов типа SC�PC)

Рис. 5. Оптическая схема интерферометра(интерферометр Майкельсона)

Рис. 6. Интерференционные полосына торце ферула. В центре ферулажелтой линией обведен торец оптичес�кого волокна диаметром 125 мкм

Радиус (мм) Высота волокна (нм) Смещение апекса мкм)

Допустимый диапазон Мин. Макс. Мин. Макс. Мин. Макс.

PC polishing 10 25 уравнение 100 0 50

APC polishing 5 12 –100 100 0 50

Типичные требования к геометрии торца разъема(спецификация IEC для разъемов типа SC).

Таблица 1



будет учтено в будущих версиях стандартов IEC.

Специфицированные геометрические параметры измеряют на

поверхности торца ферула размером 250 мкм вокруг его оси, и

при этом должна быть обеспечена субмикронная точность изме-

рения положе-

ния каждой

точки поверх-

ности. Пос-

кольку поли-

рованная по-

верхность, как

правило, не

имеет резких

скачков высо-

ты, то для ее

измерения

идеально под-

ходит монох-

роматическая

интерферо-

метрия в ком-

бинации с тех-

никой фазово-

го сдвига.

Оптическая монохроматическаяинтерферометрия Интерферометрия – это бесконтактная

оптическая методика, с использованием

которой топография оптической поверхнос-

ти торца оптического разъема может быть

измерена с большой точностью (обычно

несколько нанометров по высоте).

Интерферометрия использует волновые

свойства света. В типичном интерферомет-

ре (рис. 5) система формирования изобра-

жений накладывает два изображения раз-

личных объектов на поверхности чувстви-

тельного элемента ССD-камеры. Одним из

объектов является плоское зеркало, а вто-

рым объектом является измеряемая поверх-

ность. Волновые фронты световых волн,

идущие от этих объектов, интерферируют,

создавая так называемую «интерференци-

онную картину», состоящую из темных и

светлых полос, по которым волновые поля

складываются или вычитаются соответ-

ственно набегу фаз. Пример интерференци-

онной картины, получаемой от торца опти-

ческого разъема, приведен на рис. 6.

Даже просто рассматривая интерференци-

онную картину, можно получить кое-какое

представление о форме поверхности торца

разъема, учитывая, что интерференционные

полосы являются линиями равной высоты

поверхности, подобно тем, что рисуют на то-

пографических картах.

Разность высот между двумя точками поверхности, по которым

проходят соседние интерференционные полосы, точно равна поло-

вине длины волны источника излучения, формирующего интерфе-

ренционную картину (в данном примере – 0,33 мкм).

Круговая форма линий указывает на то, что поверхность имеет

сферическую форму. Центр линий является наивысшей точкой тор-

ца разъема. Расстояние между вершиной поверхности и осью во-

локна должно быть как можно меньше, и допуск на него определя-

ется стандартами (табл. 1). Количество интерференционных полос

определяет радиус полировки (чем гуще полосы, тем меньше ради-

ус полировки), а смещение полос интерференции на границе между

волокном и ферулом показывает величину заглубления (возвыше-

ния) волокна. Количественный анализ топографии поверхности осу-

ществляется автоматически с использованием хорошо известного

метода «фазового сдвига».

Метод «фазового сдвига»Метод «фазового сдвига» основан на том, что форма измеряемой

поверхности определяется разностью фаз между двумя интерфери-

рующими волновыми фронтами в каждой точке интерференцион-

ной картины. Однако человеческий глаз, как и другие детекторы,

регистрирует интенсивность излучения, а не его фазу. При интер-

ференции волновых фронтов зависимость разности фаз преобразу-

ется в зависимость освещенности поверхности от координат, кото-

Рис.7. Пошаговая иллюстрация техники фазового сдвига.Трехмерное изображение (Шаг 4) является просто графиком распределенияуровня интенсивности белого цвета на восстановленном изображении ( Шаг 3)

Рис.8. Псевдоцветное трехмерноеизображение торца ферула. Волокно,расположенное в ценральной частиизображения, явно заглубленоотносительно поверхности ферулаи имеет большую царапину.Величина заглубления в данном случаесоставляет 140 нм


рая может быть измерена. В каждой точке изображения интенсив-

ность интерференционной картины является функцией трех априо-

ри неизвестных параметров, а именно: амплитуды волн, контраста

изображения и разности фаз между этими волновыми фронтами

(параметр, который мы хотим измерить). Дополнительную инфор-

мацию для решения задачи восстановления профиля поверхности

можно получить, последовательно вводя известный сдвиг фаз

между двумя интерферирующими фронтами и каждый раз запи-

сывая получающиеся изображения (по крайней мере три раза). На

основе полученных данных можно вычислить три неизвестных па-

раметра и, в частности, искомое значение разности фаз для каж-

дой точки изображения, создавая так называемое фазовое изоб-

ражение, как показано на рис. 7.2.

Фундаментальным ограничением, с которым мы сталкиваемся, яв-

ляется тот факт, что из-за периодической природы волн значение

разности фаз для каждой точки определяется не однозначно, а с

точностью 2�.

Эта проблема решается, если предположить, что поверхность дос-

таточно гладкая для того, чтобы считать, что разность высот сосед-

них точек фазового изображения не превышает половины расстоя-

ния между полосами. Опираясь на это предположение, фазовое

изображение поверхности можно сгладить путем «сшивки» функ-

ции распределения разности фаз в точках, где она испытывает

скачек. Таким образом, получается непрерывная зависимость раз-

ности фаз (рис. 7.3), которая непосредственно пересчитывается в

распределение высоты точек на поверхности торца ферула (рис. 7.4).

Благодаря возможностям современных компьютеров вычисление и

отображение топографии измеряемой поверхности с использовани-

ем методики фазового сдвига занимает всего несколько секунд.

Результаты расчета топологии поверхности ферула представляются

на экране компьютера в виде трехмерного псевдоцветного изображе-

ния, на котором цвет изменяется соответственно изменению высоты.

Компьютерная графика позволяет рассматривать измеренную пове-

рхность с разных сторон. Разрешение получаемого изображения дос-

таточно высокое для того, чтобы вместе с общей формой торца фе-

рула видеть довольно мелкие детали рельефа поверхности (рис. 8).

После того как в цифровом виде определена форма поверхности,

рассчитываются ее геометрические параметры – радиус полиров-

ки, смещение вершины, заглубление волокна и др. Далее рассчи-

танные параметры могут сравниваться с заранее введенными в

компьютер предельными значениями с автоматическим получени-

ем заключения о качестве поверхности – соответствует она

(PASS) или не соответствует (FAIL) предъявляемым требованиям.

На рис. 9 приведен пример протокола измерений торца оптическо-

го разъема, включающего псевдоцветное трехмерное изображение

торца, графическое изображение сечений его поверхности, резуль-

таты измерений геометрических параметров, а также их стандарт-

ные значения и PASS/FAIL – заключение по каждому параметру и

изделию в целом.

Рис. 9. Пример протокола измерения геометрическихпараметров торца оптического разъема





Волоконные световоды, легированныеионами эрбия, используются в эрбиевыхусилителях (EDFA).При оптимизации световода следует прини-мать во внимание различные характеристи-ки его структуры и составляющих его мате-риалов. Состав сердцевины влияет на мак-симальную концентрацию ионов эрбия,

ограниченную возникновением ион-ионноговзаимодействия, так как оно приводит кпотерям энергии из-за безизлучательнойрелаксации. Некоторые добавки к материа-лу сердцевины, такие, как, например, алю-миний, уширяют спектр усиления, позволяяодновременно усиливать большее количест-во длин волн. Тщательный контроль профи-ля показателя преломления и концентрацииактивной примеси позволяет оптимизиро-

вать эрбиевые волоконные световоды дляприменения в различных усилителях. Поэтому воспроизводимость параметровсветоводов является существенной дляпроизводства усилителей. Новый процесс прямого осаждения нано-частиц (Direct Nanoparticle Deposition DND)позволяет увеличить максимальную конце-

нтрацию ионов эрбия при мень-шем тушении, вызванном пара-ми ионов, и меньшем поглоще-нии из возбужденного состояния,что приводит к уменьшению дли-ны световода, необходимой дляусилителя. То есть, когда такиесветоводы используются в мощ-ных усилителях для WDM-приме-нений либо в бустерах (усилите-лях мощности), усилители могутиспользовать отрезки светово-дов на 50–70% короче по сравне-нию с обычными активными све-товодами, предназначеннымидля C-полосы [1].Телекоммуникационные волокон-ные световоды производятся сиспользованиемпроцессов плаз-менного гидроли-

за либо осаждения из газо-вой фазы. Оба метода в ка-честве исходных реагентовиспользуют газы либо жид-кости с достаточно высокимдавлением паров. Добавкаредкоземельных элементови других определенных при-месей затруднена из-за от-сутствия стабильных лету-

чих соединений свысоким давлениемпара, которые мог-ли бы использо-ваться как исход-ные реагенты. Поэ-тому производство эрбиевых во-локонных световодов по этимпроцессам становится сложным имногостадийным. Обычно редко-земельные элементы и другиедобавки вводятся в сердцевину сиспользованием легирования израствора. Эта техника предпола-гает четыре фазы. Во-первых, навнутреннюю поверхность кварце-вой трубы осаждается пористыйслой кварцевого стекла. Затемпористый слой пропитывается

водным либо спиртовым раствором редкозе-мельных и других примесей. После этого за-готовка высушивается и проплавляется впрозрачное стекло [2]. Данный процессвключает в себя несколько ручных операцийи допускает диффузию элементов. Поэтомув этой технологии достаточно сложно выдер-живать уровень легирования, профиль пока-зателя преломления и состав материала. Новый процесс изготовления заготовок былразработан для того, чтобы решить пробле-мы, связанные с методом легирования израствора. DND-процесс выполняется в однустадию, что позволяет избежать трудностей,присущих существующим в настоящее вре-мя технологиям легирования. Процесс леги-рования и формирования профиля показате-ля преломления становится хорошо контро-лируемым и управляемым. В DND-методестекло легируется «изнутри» при осаждениинепроплавленного материала заготовки. Врезультате частицы стекла имеют однород-ный состав до стадии спекания в стекло [3].DND-процесс делает структуру стекла болееоднородной, поэтому концентрация ионовэрбия в сердцевине световода может быть

более высокой по сравнению со световодами,изготовленными общепринятыми методами.

Чем лучше световод,тем меньше стоимость и вышекачество усилителя.DND-технология позволила разработать се-мейство световодов для С- и L-полос какдля магистральных, так и для городских се-тей. Большая гибкость DND-процесса поз-воляет получать световоды, легированныерядом различных элементов. К ключевымпреимуществам разработанных световодов

НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ АКТИВНЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВПрямое осаждение наночастиц обеспечивает лучший контроль и точность легирования

Рис. 1. Спектр усиления и шумов усилителяС�диапазона на основе световода длиной 3,5 м

Рис. 3. Спектральная плотность мощности усиленно�го спонтанного излучения активного световода дли�ной 14 м в С+L диапазоне. Неравномерность спектраменее 7дБ в диапазоне 1525–1605 нм.

Рис. 2. Спектр усиления и шумов усилителяL�диапазона на основе световода длиной 12 м

Новые продукты и технологии


РАЗРАБОТАННАЯ фирмой Liekki Oy технология предназначенадля изготовления активных волоконных световодов с повышен-

ной концентрацией ионов редкоземельных элементов в сердцевине.Увеличение содержания активной примеси позволяет уменьшитьдлину световода, используемого в качестве активной среды усили-теля. Как правило, при увеличении концентрации ионов эрбия всетке стекла образуются кластеры, состоящие из двух и болееактивных ионов. При возбуждении активной среды (оптической на-качке) один из возбужденных ионов в кластере передает свою энер-гию другому возбужденному иону. В результате один из ионов пере-ходит на более высокий энергетический уровень, а второй – безыз-лучательно релаксирует на основной уровень. Это явление носитназвание кооперативной ап-конверсии, или тушения, индуцирован-ного парами. Таким образом, в кластеризованных световодах частьионов эрбия всегда находится на основном уровне независимо отмощности накачки. Это приводит к перепоглощению усиленногосигнала, что снижает коэффициент усиления и увеличивает коэф-фициент шума [1]. В эрбиевых световодах с сердцевиной на основеSiO2: GeO2 явление кооперативной ап-конверсии проявляется приконцентрациях активной примеси в несколько сот ppm,добавка алюминия позволяет увеличить максимальную концентра-цию эрбия в несколько раз [2], причем концентрация ионов в клас-терах зависит от концентрации алюминия.

В РАЗРАБОТАННОЙ DND-технологии, в отличие от технологиилегирования из раствора, активная примесь и «другой» элемент

подаются в зону реакции одновременно с реагентами, образующимипри окислении сетку стекла. Это позволяет авторам утверждать, чтопримесь эрбия распределяется по сердцевине более однородно играница образования кластеров сдвигается в сторону более высокихконцентраций активных ионов.

У СИЛИТЕЛЬНЫЕ свойства световодов, полученных по DND-тех-нологии, удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к

таким элементам усилителей, при этом необходимая для усилениядлина отрезка световода в 2–3 раза короче по сравнению с активны-ми световодами, произведенными по другим технологиям. Понятно,что, если стоимость таких эрбиевых световодов не повышается, сто-имость эрбиевого усилителя может быть понижена.

ВТО же время возникает ряд вопросов. Статья носит явно рек-ламный характер и ряд характеристик световодов в ней не при-

ведены. Так, отсутствуют данные по концентрации ионов эрбия.Приводится лишь поглощение на 1530 нм, которое является косвен-ной характеристикой, так как поглощение зависит не только от кон-центрации активных ионов, но и от перекрытия поля моды с легиро-

ванной областью. Так, сдвигдлины волны отсечки в об-ласть 1500 нм, а такжелегирование части обо-лочки позволяют увеличить поглощение и укоротить активный све-товод без увеличения концентрации активного иона. Кроме того,для описания кластеризации существует такая измеряемая харак-теристика, как доля активных ионов в кластерах в зависимости отих концентрации [3]. Было бы интересно сравнить этот параметрдля световодов, изготовленных разными технологиями.

УТВЕРЖДЕНИЕ, что именно технология легирования являетсяопределяющей в предотвращении кластеризации, выглядит

спорным, так как в любом случае прогрев заготовки во время спе-кания, схлопывания и вытяжки световода вызывает диффузиюактивных ионов и может привести к кластеризации независимо отспособа легирования. Скорее всего, увеличить концентрациюионов эрбия удалось за счет добавки неназванного «другого» эле-мента, которым, по-видимому, является алюминий с достаточнобольшой концентрацией. Эта же добавка приводит и к уширениюспектра люминесценции.

И ПОСЛЕДНЕЕ. Авторы сравнивают DND-технологию лишь с тех-нологией легирования из раствора, которая обладает опреде-

ленными недостатками при несомненной простоте. В то же времяеще в середине 90-х годов, в Научном центре волоконной оптикипри ИОФ РАН совместно с Институтом химии высокочистых веществРАН была разработана технология изготовления активных светово-дов с легированием из газовой фазы. То есть, вопреки утверждениюавторов статьи, было подобрано металлоорганическое соединение эр-бия с достаточно высоким давлением паров. Это позволило синтези-ровать активные волоконные световоды с высокой концентрацией ио-нов эрбия и отношением «усиление/длина» более 0.6 дБ/см [4]. Следу-ет отметить, что данный метод используется и в настоящее время дляпроизводства различных активных волоконных световодов. 1. Blixt P.M., Nilsson J., Carln(s T., and Jaskorzynska B.. IEEE Photon.Technol. Lett., Vol. 3, pp. 996–998, 1991. 2. Ainslie B.J. IEEE J. of Lightwave Techn., Vol.9, pp.220–227, 1991.3. Delevaque E., Georges T., Monerie M., Lamouler P., and Bayon J.F.IEEE Photon. Technol. Lett., Vol. 5, pp. 73–75, 1993. 4. Dianov E.M., Karpov V.I., Kurkov A.S., et al. Proc. of ECOC’95, Vol. 2,pp.721–724, Brussels, 17–21 Sep. 1995.

Комментарий и перевод статьи:А.С. КУРКОВ, д.ф.м.н., НЦВО при ИОФ РАН.

Комментариипереводчика

следует отнести уменьшение длины благо-даря высокой концентрации ионов Er и бо-лее простой дизайн фильтра, сглаживающе-го спектр усиления EDFA (рис.1 и 2). Пре-восходные шумовые и температурные ха-рактеристики световодов расширяют облас-ти применения систем на их основе [4].Ниже приводятся некоторые характерис-тики световодов, изготовленных по DND-методу, представляющиеся ключевымидля их применения.DND�световоды для применений в C�по�лосе•• Значительно меньшая длина световодаи плоский спектр усиления•• Низкий коэффициент шума•• Улучшенная применимость для работыс высокими мощностями излучения•• Низкая температурная чувствительностьDND�световоды для примененийв L�полосе•• Предельно малые длины световодов – до10–15 м•• Слабые четырехволновое смешение и по�ляризационная дисперсия улучшают качест�во прибора

DND�световоды для применений в широ�кополосном источнике усиленной спон�танной люминесценции•• Широкий и плоский спектр излучения•• Малая длина световода

Волоконные широкополосные источники уси-ленной спонтанной люминесценции предъяв-ляют повышенные требования к качествусветоводов. Использование DND-световодовпозволяет разрабатывать такие источники,обладающие расширенным спектром излуче-ния, низким уровнем спектральных вариациймощности и высокой спектральной плот-ностью энергии. Высокая концентрация ио-нов эрбия, эквивалентная пику поглощения в40 дБ/м на длине волны 1530 нм, существен-но уменьшает необходимую длину светово-да. Световод обеспечивает спектральнуюплотность мощности более –10дБм/нм (100мкВт/нм) в диапазоне 1525–1605 нм. Источ-ник на основе DND-световода длиной всеголишь 14 м имеет суммарную выходнуюмощность 17.7 дБм (58 мВт) и однородностьспектра излучения (без использованияфильтра)– лучше 7 дБ (рис.3).

Литература1. Hotoleanu M., Kiiveri P., Tammela S.,

Särkilahti S., Valkonen H., Rajala M., Kurki J.,Janka K. Characteristics of highly doped Er3+�fiber manufactured by the new DirectNanoparticle Deposition process, in the proceed�ings of the NOC 2002, pp. 200–204 (2002).

2. Kiiveri P., Tammela S. Design and fabricationof erbium�doped fibers for optical amplifiers,Optical Engineering 39(7) 1943–1950 (2000).

3. Tammela S., Kiiveri P., Särkilahti S.,Hotoleanu M., Valkonen H., Rajala M., Kurki J.,Janka K. Direct Nonoperticle Depositionprocess for manufacturing very short highgain Er�doped silica glass fiber, in Proc.ECOC 2002, 4, 9.4.1 (2002).

4. Tammela S., Hotoleanu M., Kiiveri P.,Valkonen H., Särkilahti S., Janka K. Veryshort Er�doped silica glass fiber for L�bandamplifiers, Vol 1., Optical Fiber Conference(OFC 2003), Technical Digest, paper WK3,pp. 376–377 (2003).

Pauli KIIVERI, Mircea HOTOLEANU,Pekka KYKKÄNEN, Per STENIUS,

Liekki Oy, Finland



В марте 2004 года компания «Оптиктелеком»объявила об окончании разработок и нача-ле сертификационных испытаний системы«Коридортм» – системы миниатюрнойкабельной канализации для строительстваВОЛС и смешанных линий, – отличающейсянаиболее плотной упаковкой волокон, уни-кальной гибкостью и масштабируемостьюсети, позволяющей в максимальной степениувеличить коэффициент использованиясуществующих труб.Использование миниатюрных системкабельной канализации с использованиеммикротрубок приводит к уменьшению раз-меров капиталовложений, требующихся длясоздания кабельной трассы; при возмож-ности увеличения пропускной способностисетей в будущем. Система «Коридортм» предназначена длясоздания (строительства, реконструкциии т.п.) в условиях Российской Федерациимагистральных, зоновых, локальных и про-чих линий волоконно-оптической передачи,а также смешанных линий как непосред-ственно в грунте, так и в городских канали-зационных коллекторах. Система обеспечивает:•• модернизацию старых ВОЛС при инстал-ляции в используемые защитные трубымикротрубок, в том числе и на базе труб срезидентными кабелями;•• прокладку новейших видов волоконно-оп-тического кабеля в свободные микротрубки;•• возможность совместного использованиясетей, при котором телекоммуникационныеоператоры могут арендовать линии доступа;•• возможность перемаршрутизации потоковбез потери волокон и без необходимости ихсращивания;•• более высокую плотность упаковки волокон.Создание системы кабельной канализациис использованием полиэтиленовых трубокмалого диаметра, несмотря на общностьтехнологий производства комплектующих истроительства ВОЛС, имеет ряд специфи-ческих особенностей по сравнению с обыч-ным защитным трубопроводом – наряду страдиционными элементами такая системавключает и новые компоненты, до сих порне выпускаемые отечественными произво-дителями. Основными компонентами систе-мы «Коридор» являются:•• защитная труба из полиэтилена высокойплотности;•• микротрубка – направляющая трубка диа-метром менее 12 мм;•• микрокабель – специальный волоконно-оптический кабель, предназначенный дляпневмопрокладки в микротрубках;•• специальные муфты, вводы, коннекторы,заглушки и аксессуары сращивания защит-

ных труб, микротрубок и их последующейгерметизации;•• пластмассовые камеры для размещенияоптических муфт;•• оптические муфты•• опознавательные элементы – сигнальныеленты, маркеры и т.д.;а также прочие инструменты и оборудова-ние, необходимые для монтажа и обслужи-вания системы в целом. Система «Коридортм» характеризуется мно-гоступенчатостью технологии создания.Первоначально прокладывается уже тради-ционная в России защитная полиэтиленоваятруба из полиэтилена высокой плотности.Поэтому на данном этапе используются итрадиционные элементы пластмассовоготрубопровода: полиэтиленовые трубы, муф-ты для их соединения и прочие атрибуты, нои здесь уже не обойтись без новых элемен-тов. На смену традиционно используемымсмотровым устройствам – ПОДы и КОТы, –но не обеспечивающим в полной мере реа-лизацию преимуществ использования нап-равляющих микротрубок, приходят новыеразработки. Специально для системы «Ко-ридортм» было разработано новое устрой-ство для коммутации и размещения опти-ческих муфт, позволяющее при необходи-мости эксплуатации ВОЛС несколькимиоператорами рационально распределять ихв полосе землеотвода, практично и быстрокоммутировать микротрубки.Следующие технологические этапы – пнев-мопрокладка в защитные трубы пучковотдельных направляющих микротрубок споследующей пневмоинсталляцией микро-кабеля в них Именно микротрубки и микро-кабель являются основой системы«Коридортм» (рис. 1).Важным моментом в производстве микрот-рубки является обширная цветовая гамма.Микротрубки должны быть кардинальноразличимы по цвету в любое время года и

суток, так как при ответвлении от магистра-ли к узлу доступа важно вывести именносоответствующие этому узлу транспортныепотоки, при этом возможно ответвление од-ной или нескольких микротрубок. Для обес-печения таких ответвлений (коммутации)применяются разборные расщепляемыеразветвители типа «звезда», восстанавли-вающие целостность защитного трубопро-вода и устанавливаемые в произвольном,удобном для эксплуатации участке трубо-провода (рис. 2).Сами микротрубки соединяются друг с дру-гом с помощью обычных соединителей –механических муфт типа «быстрая встав-ка». Используемые для сращивания микрот-рубки муфты обеспечивают герметичностьи механическую прочность соединения впроцессе эксплуатации. В микротрубки инсталлируются специаль-ные волоконно-оптические кабели – микро-кабели с высокой плотностью упаковки во-локон, отличающиеся от стандартных кабе-лей не только размером, но и механически-ми свойствами, обеспечивающими требуе-мую дальность его задувки и работоспособ-ность в процессе эксплуатации ВОЛС. При-менение конкретного типа микрокабеля – отполностью диэлектричеких до микрокабеля

со стальной центральной трубкой, – зависитот требуемой емкости (волоконности), а так-же от требований по созданиюответвлений от ВОЛС.Таким образом, при создании системы«Коридортм» использованы техническиерешения, использованные в России на тра-диционных пластмассовых трубопроводах, иновые разработки, широко внедренные в Ев-ропе, без которых немыслимо создание ми-ниатюрной системы канализации на их базе.Только совместное и грамотное использова-ние этих элементов при строительстве можетгарантировать нормальную эксплуатацию инадежную работоспособность миниатюрныхсистем кабельной канализации с использо-ванием микротрубок и микрокабеля.

СИСТЕМА «КОРИДОРТМ» – СИНТЕЗ ТРАДИЦИЙ И НОВИЗНЫ

Рис. 2. Расщепляемый соединитель – Т�образный разветвитель


Рис. 1. Основа системы «Коридор™»– микротрубки и микрокабельв защитной полиэтиленовой трубе


ВведениеЦифровые волоконно-оптические системы

связи (ВОСС) предназначены для передачи

цифровых сигналов, несущих информацию,

от передающей информационной системы

(ИС) к ИС приемника (абонента). Как переда-

ющая информацию ИС, так и принимающая

информацию ИС работают с цифровыми

электрическими сигналами. В то же время

сам процесс передачи информационных сиг-

налов осуществляется оптическими импульса-

ми, распространяющимися вдоль волоконно-

оптической линии связи (ВОЛС) [1]. Последо-

вательность электрических сигналов (сообще-

ние), формируемое передающей ИС, преоб-

разуется оптическим передатчиком в после-

довательность оптических сигналов [2], вводи-

мых в оптическое волокно и распространяю-

щихся в нем до приемной части. В приемной

части ВОЛС оптические сигналы вновь преоб-

разуются в электрические. Преобразование

оптических сигналов в электрические проис-

ходит в приемниках оптического излучения.

Приемники оптического излученияцифровых волоконно�оптическихсистем связиПриемники оптического излучения (фотопри-

емники) в цифровых системах связи предс-

тавляют собой сложные устройства, осущес-

твляющие преобразование световых сигна-

лов в электрические. Для этого световое из-

лучение преобразуется в электрический ток,

усиливается, а затем происходит восстанов-

ление переданного сообщения и формирова-

ние соответствующего этому сообщению

электрического сигнала. Подавляющее боль-

шинство действующих оптических систем пе-

редачи информации используют двоичный

(бинарный) код и простейшую амплитудную

модуляцию с двумя значениями амплитуды

сигнала. Приемники оптического излучения

для таких систем и будут рассмотрены в дан-

ной статье, тем более что они имеют наибо-

лее простую структуру. В последнее время в

научных лабораториях интенсивно исследу-

ются различные новые форматы модуляции

[3]. Приемники для таких систем имеют более

сложную структуру, но в них составной

частью присутствуют приемники бинарных

амплитудно-модулированных сигналов.

Цифровой фотоприемник (приемник циф-

ровой волоконно-оптической системы связи

с амплитудной модуляцией и прямым де-

тектированием) конструктивно состоит из

четырех блоков. В первом блоке происхо-

дит последовательное преобразование оп-

тических сигналов в электрический ток (оп-

тоэлектронное преобразование). Во втором

блоке осуществляется линейное усиление

электрического тока, в третьем блоке про-

исходит восстановление данных, а в чет-

вертом – создание выходного электричес-

кого сигнала. Структура приемника показа-

на на рис.1.

Преобразование модулированного светово-

го излучения (светового сигнала) в модули-

рованный электрический ток происходит в

фотодиоде. Ток фотодиода (фототок)

усиливается малошумящим трансимпеданс-

ным усилителем. Выходящие из него

электрические импульсы тока усиливаются

линейным усилителем с автоматической ре-

гулировкой усиления, фильтруются и попа-

дают в блок восстановления данных. В бло-

ке восстановления данных усиленный элект-

рический импульс делится на три части. Од-

на часть импульса используется для форми-

рования тактовой частоты в блоке

синхронизации. Вторая часть электрическо-

го импульса используется для формирова-

ния постоянного порогового тока, используе-

мого в качестве уровня сравнения с

импульсами тока информационного сигнала.

Третья часть сигнала подается на схему

сравнения, где она сравнивается с порого-

вым значением тока для принятия решения

о том, какой символ, 1 или 0, передан.

Сравнивать значение импульса тока с поро-

говым значением необходимо в точно опре-

деленные моменты времени, соответствую-

щие середине тактовых периодов. Интерва-

лы времени, в которые происходит сравне-

ние порогового значения тока с величиной

тока фотодиода, задает генератор тактовой

частоты. Для оптимальной работы фотопри-

емника величина среднего значения усилен-

ного тока должна приблизительно совпа-

дать с пороговым значением. Выполнение

этого условия обеспечивает блок автомати-

ческой регулировки усиления. Схема срав-

нения управляет работой формирователя

электрических сигналов, который в зависи-

мости от результатов сравнения создает

электрический сигнал, соответствующий ло-

гической единице или логическому нулю.

Чувствительность приемниковоптического излучения Важнейшей рабочей характеристикой

действующей системы передачи информа-

ПРИЕМНИКИ ЦИФРОВЫХ ВОЛОКОННО�ОПТИЧЕСКИХСИСТЕМ СВЯЗИО.Е. НАНИЙ,главный редактор журнала Lightwave Russian Edition

Основы ВОЛС


Рис.1. Схема цифрового фотоприемника

оптическийсигнал

ОПТОЭЛЕКТРОННОЕПРЕОБРАЗОВАНИЕ

ЛИНЕЙНОЕУСИЛЕНИЕ

ВОССТАНОВЛЕНИЕДАННЫХ

СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХСИГНАЛОВ

электрическийсигнал


ции, определяющей качество связи, являет-

ся коэффициент ошибок. Его значение рав-

но отношению числа ошибочно интерпрети-

рованных символов к общему числу пере-

данных символов. Причина возникновения

ошибок – наличие шумов.

Действительно, в реальных системах связи

значения фототока, соответствующие и 1, и

0, флуктуируют во времени из-за наличия

шумов. Такие временные флуктуации тока

могут привести к ошибочной интерпретации

информационного символа.

Природу возникновения ошибок в двоичных

цифровых системах связи с амплитудной мо-

дуляцией поясняет рис. 2. Из-за наличия шу-

мов измеренное значение тока отличается от

его точного значения. Разброс измеренных

значений тока при передаче логической 1 и 0

описывается соответствующими функциями

F 1(I) и F0(I) распределения вероятностей. На

рис. 2, справа, графики функций F1(I) и F0(I)

показаны соответственно верхней и нижней

кривыми. Как видно из рисунка, графики

этих функций пересекают прямую, соответ-

ствующую уровню напряжения сравнения ID.

Это означает, что существует некоторая,

обычно весьма малая, но отличная от 0 ве-

роятность неправильной интерпретации при-

нятого сигнала. Вероятность Р (1/0) ошибоч-

ной интерпретации 0 как 1 определяется

площадью под частью функции распределе-

ния F0(I), отсекаемой уровнем тока сравне-

ния ID. Аналогично вероятность Р (0/1) оши-

бочной интерпретации 1 как 0 определяется

площадью под частью функции распределе-

ния F1(I), отсекаемой уровнем тока сравне-

ния ID. При равной вероятности передачи 0 и

1 коэффициент ошибок определяется прос-

тым выражением

Кош = 1 / 2 (Р (1/0) + Р (0/1)).

В предположении гауссовского распределе-

ния шума с нулевыми средними значениями

интенсивности и со среднеквадратичными

отклонениями �1, �2 для 1 и 0 соответствен-

но коэффициент ошибки определяется вы-

ражением:

,

где – показатель качества

принимаемого сигнала [4].

Для нормальной работы цифровой системы

связи требуется, чтобы шум не превышал

некоторого заданного значения. При фикси-

рованной скорости передачи информации и

пренебрежении шумами самого светового

сигнала шумы фотоприемника можно счи-

тать постоянными и не зависящими от мощ-

ности света. Очевидно, что в этом случае

Кош уменьшается при увеличении амплиту-

ды полезного сигнала и увеличивается при

его уменьшении. Минимальное значение

средней мощности оптического излучения,

необходимое для передачи сигналов с

заданным коэффициентом ошибок,

называется чувствительностью оптического

приемника. В цифровых системах голосо-

вой связи максимально допустимое значе-

ние коэффициента ошибок обычно прини-

мается равным 10–9.

Чувствительность может

выражаться в линейных

единицах, производных

от ватта (нВт, мкВт) или в

логарифмических – деци-

белах по отношению к

милливатту (дБм).

Реальная чувствитель-

ность приемников опре-

деляется многими факто-

рами: нормируемым зна-

чением коэффициента

ошибок, формой импуль-

са, скоростью передачи

информации, шириной

полосы приемника и шу-

мами оптического излу-

чения [5–7]. Поэтому практически в специ-

фикациях чувствительность приемника за-

дается только для вполне определенного

передатчика, скорости передачи двоичных

сигналов и их формы.

С увеличением скорости передачи информа-

ции чувствительность ухудшается (т.е. воз-

растает) в линейных единицах приблизитель-

но пропорционально скорости B [бит/с].

Чувствительность современных цифровых

высокоскоростных приемников на основе

pin-фотодиодов определяется тепловыми шу-

мами трансимпедансного усилителя (рис. 3).

В отсутствии шумов чувствительность фо-

топриемника определяется квантовыми

свойствами светового излучения и называ-

ется квантовым пределом чувствительности.

Литература.1. Наний О.Е. Основы цифровых волоконно�

опических систем связи. Lightwave Russian

Edition, № 1, 2003, с. 48–52.

2. Наний О.Е. Оптические передатчики.

Lightwave Russian Edition, № 2, 2003, с. 48–51.

3. Winzer P. J. and Essiambre R.�J. Advanced

optical modulation formats. ECOC�IOOC 2003


4. Убайдуллаев Р.Р. Протяженные ВОЛС на

основе EDFA. Lightwave Russian Edition,

№ 1, 2003, с. 22–28.

5. Jacobs I. Optical fiber communication tech�

nology and system overview, in Fiber Optics

Handbook, McGraw�Hill Companies Inc., 2002.

6. Agraval G.P. Fiber�optic communication sys�

tems, Second edition, John Wiley&Sons Inc.,

1997.

7. Волоконная оптика, сборник статей, М.,

ВиКо, 2002.

Основы ВОЛС


Рис. 2. Электрический информаци�онный сигнал с шумом на входесхемы сравнения, уровень нуля I0,уровень единицы I1, уровень срав�нения ID, длительность такта tD(слева) и распределения вероятнос�тей измеренных значений тока сиг�нала для 1 и 0 (справа). Закрашен�ные области показывают вероят�ности ошибок: Р(1/0) – вероятностьинтерпретации 0 как 1; Р(0/1) – ве�роятность интерпретации 1 как 0

Рис. 3. Зависимость чувствительности типичногоцифрового оптического приемника на основеpin�фотодиода и квантовый предел чувствительностиоптических приемников

F 1(I)

F 0(I)

Компания

ERICSSONРазработкаи производствооборудованиядля сваркиоптических волокон

www.ericsson.com/networktechnologies

LIGHTWAVE russian edition №1 2004 5533www.lightwave-russia.com

Интернет�директории

SYRUS SYSTEMSКонтрольно�измеритель�ное оборудование,системы мониторингателекоммуникационныхсетей, спутниковыхтелекоммуникаций,цифрового телерадиове�щания

www.syrus.ru

AFL TelecommunicationsШирокий спектркабельной продукциии аксессуаров

www.AFLtele.com

«СЕВКАБЕЛЬ-ОПТИК»Производствои комплексные поставкиоптического кабеля связи

www.sko.com.ru

Компания FOD –производительконтрольно�измерительного оборудованиядля волоконно�оптических сетей

www.fod.ru

«ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТ»

Оборудованиеи материалыдля монтажа,строительстваи тестирования ВОЛС

www.tt.ru

Компания EXFOКомплексные решениядля диагностики, контроляи мониторингапри строительстве,пусконаладкеи техническойэксплуатации ВОЛС

www.exfo.com

Компания

«ОПТИКТЕЛЕКОМ»Материалы, технологии и решениядля строительстваи эксплуатации ВОЛС

www.optictelecom.ru


Адресная книга

FOD

Aдрес: Россия, 129090 Москва, а/я 48Тел.: +7 095 290�9088Факс: +7 095 290�9085E-mail: [email protected]Сайт: www.fod.ru

КБ волоконно-оптических приборов

(FOD) с 1991 года выпускает контроль-

но-измерительное оборудование для во-

локонно-оптических коммуникаций.

Предприятие образовано на базе и уси-

лиями специалистов НИИ радиоизмери-

тельных приборов (ВНИИРИП, Вильнюс)

и Института радиотехники и электроники

РАН (ИРЭ РАН, Фрязино). На российский

и мировой рынки оборудование поста-

вляется под торговой маркой FOD. В пе-

речне выпускаемого оборудования: ре-

флектометры (OTDR), измерители опти-

ческой мощности, тестеры, источники

оптического излучения, аттенюаторы, а

также широкая номенклатура активных

и пассивных компонентов. Компания

также является дистрибьютером продук-

ции ряда зарубежных производителей

оборудования и аксессуаров: Noyes Fiber

Systems (подразделение AFL), Silicomp.

(Италия) и ряда других.

ОПТИКТЕЛЕКОМ

Aдрес: Россия, 115035 Москва, ул. Садовническая, д.77,корп. 2, стр. 1

Тел.: +7 095 951�6808Факс: +7 095 953�5249E-mail: [email protected]Сайт: www.optictelecom.ru

Aдрес: Казахстан, 480016 Алматы, ул. Гоголя, д.207, офис 301 – 303

Тел.: +7 3272 68�2334Факс: +7 3272 50�7327

Компания «ОПТИКТЕЛЕКОМ»: матери-алы, технологии и решения для строи-тельства и эксплуатации ВОЛС.

ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТ

Aдрес: Россия, ГСП�7, 117997 Москва,

ул. Профсоюзная, д.84/32,

корп. Б2�2, офис 27 – 30

Тел.: +7 095 787�5550

Факс: +7 095 333�3300

E-mail: [email protected]

Сайт: www.tt.ru

Миссия компании «Телеком Транспорт» –

поиск, разработка и внедрение перспек-

тивных технологий на сетях связи отече-

ственных операторов и корпоративных

сетях. Специалисты компании с 1994 го-

да занимаются проектированием и стро-

ительством систем связи. Компания хо-

рошо известна в России и странах СНГ

как один из лидеров в области сетевой

интеграции.

EXFO

Aдрес: Le Dynasteur 10�12, rue Andras Beck 92366 Meudon La Foret Cedex FRANCE

Тел.: +33 1 40 83 8585Факс: +33 1 40 83 0442E-mail: [email protected]Сайт: www.exfo.com

Комплексные решения для диагностики,контроля и мониторинга при строитель-стве, пусконаладке и технической экс-плуатации ВОЛС.

SYRUS SYSTEMS

Aдрес: Россия, 107140 Москва,

3�й Новый переулок, д.5

Тел.: +7 095 937�59�59, 262�77�44

Факс: +7 095 262�77�44, 262�77�64


Сайт: www.syrus.ru

SYRUS SYSTEMS – ведущий системный

интегратор на рынке инфокоммуникаци-

онных технологий России.

SYRUS SYSTEMS работает во всех

основных секторах рынка телекоммуни-

каций и является одним из лидеров

в области контрольно-измерительного

оборудования, систем мониторинга

телекоммуникационных сетей, спутни-

ковых систем связи и цифрового

телерадиовещания.

ОПТЕЛ

Aдрес: Россия, 111672 Москва,

а/я 120

Тел.: 786�3497, 273�3352

Факс: 234�1725, 273�2955


Сайт: http://www.optel.ru

Фирма ООО «ОПТЕЛ» является

производителем и поставщиком

оптического кабеля, аксессуаров,

измерительной и монтажной техники,

кроссового оборудования ВОЛС,

осуществляет монтаж и техническое

обслуживание ВОЛС. Проводит курсы

повышения квалификации по ВОЛС.

СЕВКАБЕЛЬ�ОПТИК

Aдрес: Россия, 199106 Санкт�Петербург

Кожевенная линия, 40Тел.: +7 812 329�7522Факс: +7 812 329�7761E-mail: [email protected], [email protected]Сайт: www.sko.com.ru

Производство

и комплексные поставки оптического

кабеля связи.


Этой статьей мы начинаем новый цикл публикаций, посвященный

наиболее востребованным специалистам отрасли связи. Не всегда

это будут руководители высшего звена, хотя на профессиональных

управленцев в отрасли по-прежнему большой спрос. Будем мы пи-

сать и о ведущих технических специалистах, обладающих уникаль-

ными знаниями. Но всегда это будут именно те сотрудники, кото-

рые составляют основу компании; для их поиска наиболее часто

обращаются к профессиональным рекрутерам и стремятся удер-

жать в компании любыми способами. Первая статья нового цикла

посвящена руководителям проектов.

В каждой сфере бизнеса и в каждой компании есть такая категория

сотрудников, которая не просто помогает обеспечить нормальную

работу бизнеса, но составляет саму его сущность, является двига-

телем его развития. Для многих компаний отрасли связи сегодня

таковыми являются project-менеджеры, люди, ответственные за ре-

ализацию различных проектов. Дело в том, что большое число ком-

паний этой сферы строит свой бизнес на проектной основе. Проект-

ный подход означает особую организацию бизнес-процессов, осо-

бые технологии работы, а значит, те люди, которые непосредствен-

но возглавляют проекты, составляющие суть бизнеса компании,

являются ключевыми фигурами для него. В последнее время

project-менеджеры – одни из самых востребованных специалистов

в сфере телекоммуникаций, о чем мы можем судить на основе

заказов, поступающих в «АГЕНТСТВО КОНТАКТ».

Who is Project�менеджер?Современный project-менеджер – это специалист, который исключи-

тельно важен для компании, не только с точки зрения дня сегод-

няшнего, но и с точки зрения перспектив развития бизнеса. Андрей

Самонин, senior project manager, компания Ericsson: «Когда я только

пришел в эту сферу, то один из моих старших товарищей сказал

мне, что должность и позиция project-менеджера очень специфич-

ные. Но становясь им, ты вступаешь в мировое братство проектных

менеджеров. В том, что это действительно так, я убедился позднее

на своем личном опыте». Project-менеджер – это человек, который

полностью отвечает за успех проекта, за бюджет, за сроки и каче-

ство его выполнения, за все риски больших, многомиллионных про-

ектов. Роман Павлов, project-менеджер, компания IBM: «В этой ра-

боте мне нравится то, что я решаю организационные вопросы, могу

видеть то, как правильно поставленный тобой процесс помог ус-

пешно завершить проект в нужные сроки и в соответствии с бюд-

жетом. Есть, конечно, определенные сложности. Это и вопросы

бюджетирования, и логистики, и работы с внешними подрядчиками.

Но это только повышает интерес к работе».

Уровень ответственности project-менеджера очень высок. Руководи-

тель проекта административно не имеет подчиненных, но во время

работы формируется проектная команда, численность которой

может доходить до 100–150 человек. Организовать работу членов

проектной команды и координировать их действия должен project-

менеджер.

Что должен знать и уметь project�менеджер Какие требования предъявляют сегодня компании к project-менед-

жерам? Сергей Шубин, PS Director Russia, компания Equant: «Воп-

рос, с одной стороны, легкий, а с другой – сложный. Легкий, если

просто написать на бумаге требования к будущему сотруднику, и

сложный, если рассматривать конкретных кандидатов».

Самое главное требование, предъявляемое компанией к кандидату

на эту позицию – это наличие опыта управления подобными проек-

тами. При этом важно иметь практику реализованных проектов

именно в телекоммуникационной сфере, поскольку здесь много спе-

цифики, связанной не только с понимаем основ функционирования

оборудования, но и с умением эффективно работать с контролирую-

щими государственными органами. Сергей Шубин: «Человек должен

иметь определенный практический опыт, поскольку project-менедже-

рами не рождаются, ими становятся в результате практической ра-

боты по проектам. Обычно на эту должность мы ищем человека,

имеющего как минимум 2–3-летний опыт управления проектами».

Второе важное требование – это понимание современной PMI-мето-

дологии управления проектами, в соответствии с которой все веду-

щие компании организовывают свою работу. Сегодня нужно быть

профессионалом в области project-менеджмента, осуществлять эту

работу в соответствии с определенными стандартам и правилами, на

основе которых происходит в рамках проекта управление изменения-

ми, рисками, бюджетами, временем и т.д. Сегодня специалист, кото-

рый знает, понимает эту методологию и умеет осуществлять свою ра-

боту в соответствии с ней, имеет огромное преимущество на рынке.

Третье важное требование – это знание технологий и оборудова-

ния, которые будут использоваться в проекте. Как правило, от proj-

ect-менеджера никто не требует детального знания всех техничес-

ких особенностей оборудования, но необходимо понимание базо-

вых принципов его функционирования, знание ограничений и ос-

новных технических особенностей. Важно понимать, какие требова-

ния являются критичными, а какие нет. Руководитель проекта дол-

жен понимать, из каких узлов и блоков состоит система, как они

связаны между собой, как взаимодействуют.

Для успешной работы руководителя проекта очень важны личные

качества человека. Лучшие project-менеджеры ответственны, ис-

полнительны, умеют координировать работу. Положительными

ПРОЕКТ КАК РАБОТА

М. ЕРИНА,консультант департамента подбора персоналадля телекоммуникационной отрасли, «Агентство Контакт», [email protected]

Работа & Карьера


Работа & Карьера

качествами являются дотошность, пунктуальность, внимание к де-

талям. При этом project-менеджер должен уметь работать в коман-

де и обладать исключительными коммуникативными навыками,

поскольку ему приходится взаимодействовать со многими людьми.

Андрей Самонин: «Одной из задач проектного менеджера является

установление контактов с теми звеньями в компании, которые ме-

неджер по продажам не охватывает в своей работе. Как правило,

менеджеры, ведущие клиента, общаются только с руководством, а

мне приходится вникать более глубоко в проблемы и внутреннюю

жизнь компании. Руководитель проекта связан со множеством лю-

дей, он работает с отделами, видит реально, что происходит в ком-

пании на всех этапах. У него больше необходимости установления

контактов с людьми, причем нередко на неформальном уровне».

Он должен быть настойчив в отстаивании своих интересов, уметь до-

биваться своих целей и исполнения проекта. Project-менеджер далеко

не всегда имеет необходимый административный ресурс, чтобы зас-

тавить эффективно и правильно работать членов проектной группы.

Поэтому он должен уметь договариваться с членами своей команды,

с сотрудниками и руководителями подразделений своей компании и

компании-заказчика, с подрядчиками и с регулирующими органами.

Сергей Шубин: «Для современного project-менеджера важным качест-

вом является умение видеть перспективы как свои личные, так и

перспективы проекта. У него должно быть видение того, к чему он

стремится, благодаря этому он становится лидером проекта».

Что касается образования, то обязательным условием для работы

project-менеджером в телекоммуникационной компании является на-

личие базового технического образования. При этом желательно, что-

бы в дополнение к нему было экономическое образование или специ-

альное образование в области управления проектами. Сергей Шубин:

«Важно научиться работать с различными системами управления про-

ектами, к примеру, с MS Project. Знание программ сегодня очень важ-

но, поскольку проекты бывают настолько сложны, что структуриро-

вать части проекта, сформировать его общую картину и понять, как

он движется, невозможно, если ты не работаешь в какой-то системе».

А вот возраст для project-менеджера не имеет значения. Сергей

Шубин: «В нашей компании возраст project-менеджеров – от 30 до

50 лет. Важен не возраст, все зависит исключительно от человека.

Есть взрослые люди, которые не знают, что такое проект, не умеют

им управлять, хотя и считают себя project-менеджерами. А есть

очень молодые, не имеющие серьезной практической подготовки,

но они инициативны, четко представляют, что надо делать, они

твердо решили, что управление проектами – это их стезя, и они до-

биваются успехов».

Откуда берутся профессиональные руководители проектовСегодня постичь основы и повысить свой профессиональный уро-

вень в области project-менеджмента можно и в России. Существует

ряд организаций, которые признаны во всем мире и которые сегод-

ня работают и на российском рынке. Это американский Project

Management Institute (PMI) и европейская IPMA. Обе эти компании

занимаются обучением и сертификацией project-менеджеров, учат

их работать по определенным стандартам, проводят сертификацию

project-менеджеров. Идеология и методология, а также базовые по-

ложения у них одинаковые, только принципы сертификации у них

различны. Так что сегодня в России можно получить эту специаль-

ность, а также сдать экзамен на сертификат.

Но обучение еще не гарантирует вам работу. За 6 лет работы в

рекрутменте мне еще ни разу не приходилось встречать компанию,

которая приглашала бы к себе project-менеджеров, не имеющих

опыта управления проектами. Чтобы найти работу по этой специ-

альности в другой компании, уже нужно быть профессионалом в

этой сфере. Существуют два пути вхождения в эту профессию.

Один путь – с инженерных позиций. Бывает, человек долго работа-

ет на инженерных должностях, в технической сфере. Но у него есть

определенные личные, менеджерские, качества, которые позволя-

ют ему принять участие в проектах в качестве ассистента или по-

мощника, потом самому вести небольшой проект, а затем начать

работать по крупным проектам.

Бывает другой путь, но встречается он значительно реже. Это ситу-

ация, когда человек приходит на проект в качестве ассистента proj-

ect-менеджера, затем он вырастает до заместителя project-менед-

жера, затем сам становится project-менеджером.

Project-менеджером может стать человек, работающий с клиентами и

участвующий в проекте с этой позиции. Постепенно опыт участия в

проекте поможет ему самостоятельно заниматься их реализацией.

Карьерные перспективы project�менеджеровСама по себе работа project-менеджера очень интересна. Сотрудники,

работающие на этих позициях, часто говорят, что она никогда не на-

доедает, и они хотят продолжать работу именно в этой области. Зада-

чи, стоящие перед project-менеджером, проекты, которые он реализу-

ет, постоянно меняются. Каждый проект дает новые возможности для

расширения кругозора в технической сфере, позволяет познакомить-

ся с новыми людьми, увидеть и преодолеть новые трудности. Задачи

каждый раз разные, а значит, интерес к работе постоянно подогрева-

ется. Хороший project-менеджер может всю жизнь работать в этой

сфере, зарабатывать хорошие деньги и быть вполне счастливым.

Однако есть случаи, когда люди уходили с этих позиций на более

высокие. Во-первых, возможен рост до менеджерской позиции,

который предполагает уже административное подчинение. Project-

менеджер может стать руководителем отдела управления проекта-

ми, техническим директором.

Есть еще одна карьерная возможность, не очень очевидная на пер-

вый взгляд. Нередко project-менеджер становится высококлассным

менеджером по работе с клиентами, менеджером по развитию биз-

неса. Ведь для успешной работы на этих позициях важно уметь

строить хорошие, продуктивные отношения с заказчиком. А это

именно то, что очень хорошо умеют делать квалифицированные

project-менеджеры. Роман Павлов: «Когда я приходил в эту профес-

сию, то не знал, насколько она будет интересной. Я уже семь лет

работаю в этой области, и она мне по-прежнему нравится. Вообще,

project-менеджмент может стать хорошей основой для продвижения в

области предоставления услуг для клиентов в различных сферах – IT,

телекоммуникациях, машиностроении».

Есть еще одно интересное направление развития. Андрей Самонин:

«С позиции project-менеджера можно стать директором по разви-

тию, заниматься развитием бизнеса. Можно пойти работать в кон-

салтинговые компании. Ведь работа project-менеджера – это изуче-

ние и создание оптимальной структуры для реализации проекта,

это изучение и разработка основных бизнес-процессов. Все это

востребовано в консалтинговом бизнесе».

Lightwave 2004 01

Documents

Transcript of Lightwave 2004 01