DeMiEZ Távközléstechnika, Biztonságtechnika, Kapuautomatika

Főoldal --> Katalógus >> Optikai szálak szabványai

Optikai szálak szabványai

Az optikai kapcsolatok nagy népszerűsége az elmúlt néhány évben megnőtt, amelyeknek jelenleg fő része a modern egymódusú rostokon alapul. Mindazonáltal az egymódusú és a multimódusú rostok is sok típusba/kategóriába vannak sorolva, amelyek megfelelnek az elfogadott szabványoknak és gyári előírásoknak. Alap kérdések kétféle optikai szálról a következő cikkben: Multimódusú és egymódusú optikai kábelek.

A különböző típusú és kategóriájú szálak tulajdonságait nemzetközi szervezetek által meghatározott szabványok taltalmazzák. Ezen kívül számos gyári szabványt/előírást használnak a helyi piacokon.

Szaknyelv és osztályozás

Egy szervezet feladata a nemzetközi szabványosítás a száloptikai kommunikáció terén, pl. a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság Műszaki Bizottság 86 (IEC TC86), amely meghatározta a következő sorozat-típusokat:

Multimódusú szálak, például A1a, A1b, A1d..., további csoportokra oszlik (pl. A1a.1...)
Egymódusú szálak, például B1, B4, B6...

Ugyanakkor több népszerű jelölés van rövidítve a szálakon:

OM - Optikai multimódusú
OS - Optikai egymódusú

Példák: OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2. A tulajdonságok a szálak átviteli paramétereként definiálhatók, melyekről később lesz szó a szövegben.

Az OM jelölések széles körben elfogadottak, az OS-el egyetemben. Az egymódusú optikai szálak esetében, a leggyakrabban használt név egy másik nemzetközi szervezetnél, az ITU (International Telecommunication Union), különösen a tanszék szentelt időt a távközlési megoldások egységesítéséhez (ITU-T).

Az ITU-T ajánlások széles körben ismertek és használatosak.

"Média és optikai rendszerek jellemzőinek átvitele" a G.600, G.699 sorozat hatálya alá tartozik, az optikai szálak pedig a G.650-G659 tartományban vannak leírva. Minden ajánlás egy adott típusú szálhoz tartozik.

Kiválasztott szabványok és ajánlások

Az alábbiakban összefoglaljuk a száloptikai szabványokat.

ISO/IEC szabványok:

IEC 60.793 optikai szálak és kábelek paraméterei:

IEC 60793-2-10 - alkalmazható a multimódusú optikai szál típusokhoz A1a, A1b, és A1d
IEC 60793-2-50 - alkalmazható egymódosú 9/125 optikai termékekhez B1.1, B1.2, B1.3, B2, B4, B5

IEC 60.794-2 - beltéri kábelek követelményei
IEC 60.794-3 - kültéri kábelek követelményei
ISO/IEC 11801 - meghatározza az általános célú távközlési kábelezési rendszereket (strukturált kábelezés), köztük több optikai összeköttetés osztályait (OM1 - OM4, meghatározott minimum modális sávszélességgel 850 nm-en, OS1, és max 1 dB/km csillapítással)

Az alábbi táblázat az IEC szabványok által definiált multimódusú szál típusok egyszerűsített összefoglalóját mutatja

Type	Core diameter [µm]	Min modal bandwidth [MHz • km]
		OFL*		EMB**
		850 nm	1300 nm	850 nm
OM1	50 or 62.5	200	500	-
OM2	50	500	500	-
OM3	50	1500	500	2000
OM4	50	3500	500	4700

OFL* - OverFilled Launch - standardizált szál sávszélesség mérési módszer, ahol a forrás egységesen indít fényt a multimódusú szál összes módozatában (LED-forrás).
EMB** -Effective Modal Bandwidth - a központ/offset indítás effektív modális sávszélessége (lézer forrás világítja meg a szál magjának egy kis részét).

A multimódusú szálak fejlesztése egyértelműen afelé az irányba halad, amely minél több adatot képes átvinni. Az OM1 lehetővé tesz 10 Gbps adatátviteli sebességet nagyon rövid távolságokra (legfeljebb 33 m), míg OM4 lehetővé teszi a továbbítását a 100 Gbps adatfolyamot egy távolság akár 150 m. Azonban, nézte a kortárs bővítését egymódusú szálak, sőt OM3 és OM4 típusok csak ritkán használják.

ITU-T ajánlások:

ITU-T G.650.1 és G.650.2 - meghatározások és vizsgálati módszerek az egymódusú szálak és kábelek lineáris és determinisztikus tulajdonságairól,
ITU-T G.651.1 - az 50/125 um multimódusú lépcsőzött index optikai üvegszálas kábelek jellemzői...,
ITU-T G.652 - az egymódusú optikai szál és kábel (9/125 um, négy változat: A, B, C, D) jellemzői,
ITU-T G.653 - a diszperziós eltolt egymódusú optikai szál és kábel (DS-SMF) jellemzői,
ITU-T G.654 - a cut-off eltolt egymódusú optikai szál és kábel (CS-SMF) jellemzői,
ITU-T G.655 - a nem nulla diszperziós-eltolt egymódusú optikai szálak és kábelek (NZDS-SMF) jellemzői,
ITU-T G.656 - a széles sávú optikai átvitelihez használt nem nulla diszperziós szál és a kábel jellemzői,
ITU-T G.657 - a hozzáférési hálózatnál használt hajlítási veszteségre érzéketlen egymódusú optikai szálak és kábelek jellemzői.

Ez a nagy mennyiségű dokumentum a száloptikai kommunikáció gyors fejlődésének, ill. a gyors, hosszú távú kapcsolatok igényének az eredménye. Ma, az egymódusú szálak általában olcsóbbak, mint a multimódusú szálak. A jövőben ilyen szálak - néhány kivételtől eltekintve - lesznek a helyi rendszerekben, mert az egymódusú optikai szállal működő készülékek valamelyest drágábbak.

Az ITU-T ajánlások sokkal szigorúbbak (és pontosabbak), mint az átviteli teljesítmény kategóriák, melyek az IEC (OS1 és OS2) által meghatározottak. Például, az OS2 által megkövetelt tulajdonságok a G.652.C szállal teljesítettek, ami azt jelenti, hogy G.652D szál még jobb paraméterekkel rendelkezik.

Az egymódusú szálak a leghasznosabbak a tipikus alkalmazásokhoz, melyek megfelelnek a következő szabványoknak:

G.652 - 4 verziót határoz meg (A, B, C, D). A G.652.C és G652.D variánsok jellemzője a csökkentett "víz-csúcs" (ZWP - Zero "víz csúcs"), amely lehetővé teszi az 1310 nm és 1550 nm hullámhossz-tartomány közötti használatot, a Coarse Wavelength Division Multiplexed (CWDM) átvitel támogatásával. A G.652.D egy Standard Single Mode Fiber (SSMF) szál, 10 Gbps és 40 Gbps rendszerekhez (köszönhetően a csökkentett polarizációs mód diszperziónak - PMD). Jelenleg ez a legnépszerűbb optikai szál.

G.655 - meghatározza az optikai szál teljesítményét, az előírt 1550 nm és 1625 nm-en, nem nulla kromatikus
diszperziós meredekséggel, ezekben a hullámhossz régiókban. Ez a fajta optikai szál támogatni tudja a hosszú távú rendszereket, a Dense Wavelength Division Multiplex (DWDM) átvitel használatával, a 1530 nm és 1625 nm hullámhossz tartományban.

G.656 - optikai szál szélessávú rendszerekhez, DWDM és CWDM segítségével, 1460...1625nm hullámhossz tartományban való működéshez.

G.657 - meghatározza azokat az optikai szálakat, melyek alacsonyabb csillapítás kínálnak hajlításoknál. A minimális hajlítási sugarat csökkentették 5-15 mm-re (kiviteltől függően). A G.657A szál kompatibilis a G.652 szálakkal, a G.657.B változat nem biztosít 100%-os kompatibilitást más szálakkal, azonban egyedülálló mechanikai jellemzői megfelelnek a legigényesebb létesítményeknek is.

Hogyan lehet összehasonlítani az összes létező szabványt és ajánlást?

Az ITU-T ajánlások az IEC szabványokon alapulnak, azonban lehetnek kisebb eltérések az egyes változatoknál.

Érdemes megemlíteni, hogy egy szervezet nagymértékben kapcsolódik a távközlési ipar egy jelentős részéhez - Telecommunications Industry Association (TIA). A szervezet tevékenysége és dokumentumai a legismertebbek az Egyesült Államokban, egyes előírásokat már korábban publikáltak, mint Európában.

Néhány összehasonlítás:

Multimódusú szálak:

OM1 – 62,5/125 – IEC60793-2-10 A1b – TIA 492-AAAA

OM2 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.1 – G.651.1 – TIA 492-AAAB

OM3 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.2 – G.651.1 – TIA 492-AAAC

OM4 – 50/125 – IEC60793-2-10 A1a.3 – TIA 492-AAAD

Egymódusú szálak:

G.652A, B – 9/125 – IEC60793-2-50 B1.1

G.652C, D – 9/125 – IEC60793-2-50 B1.3

G.655 – 9/125 – IEC60793-2-50 B4

G.657A – 9/125 – IEC60793-2-50 B6_a1

G.657B – 9/125 – IEC60793-2-50 B6_a2

Kiválasztott egymódusú szálak paraméterei

Fiber type		G.652.C	G.652.D	G.655	G.657.A (1)
Attribute	Detail	Value
Mode field diameter	Wavelength	1310 nm	1310 nm	1550 nm	1310 nm
	Range of nominal values	8.6-9.5 μm	8.6-9.5 μm	7-11 μm	8.6-9.5 μm
	Tolerance	±0.6 μm	±0.6 μm	±0.7 μm	±0.4 μm
Cladding diameter	Nominal	125.0 μm	125.0 μm	125.0 μm	125.0 μm
Cladding diameter	Tolerance	±0.1 μm	±0.1 μm	±0.1 μm	±0.7 μm
Core concentricity error	Maximum	0.6 μm	0.6 μm	0.8 μm	0.5 μm
Cladding noncircularity	Maximum	1.0%	1.0%	1.0%	1.0%
Cable cut-off wavelength	Maximum	1260 nm	1260 nm	1450 nm	1260 nm
Macrobend loss	Radius	30 mm	30 mm	30 mm	10 mm
	Number of turns	100	100	100	1
	Maximum at 1550 nm	0.1dB	0.1dB	0.1dB	0.75 dB
	Maximum at 1625 nm	-	-	-	1.5 dB
Proof stress	Minimum	0.69 GPa	0.69 GPa	0.69 GPa	0.69 GPa
Chromatic dispersion coefficient	λ_0min	1300 nm	1300 nm	-	1300 nm
	λ_0max	1324 nm	1324 nm	-	1324 nm
	S_0max	0.092ps/nm²• km	0.092ps/nm²• km	-	0.092ps/nm²• km
Attenuation coefficient*	Maximum at 1310-1625 nm	0.4 dB/km	0.4 dB/km	-	0.4 dB/km
	Maximum at 1383±3 nm	0.4 dB/km	0.4 dB/km	0.4 dB/km	-
	Maximum at 1550 nm	0.3 dB/km	0.3 dB/km	0.35 dB/km	0.3 dB/km
	Maximum at 1625 nm	-	-	0.4 dB/km	-
PMD coefficient	M	20 sections	20 sections	20 sections	20 sections
	Q	0.01%	0.01%	0.01%	0.01%
	Maximum PMD_Q	0.5 ps/√km	0.20 ps/√km	0.20 ps/√km	0.20 ps/√km

*A csillapítási együtthatót csak hosszabb szál-szakaszoknál kell mérni (nem kell mérni például a patch kábeleknél).

A leggyakrabban használt szál a mai rendszerekben a G.652.D, a sokoldalúsága és az ára miatt. Bizonyos szabványok, mint például G.653, gyorsan megszűnt, a költségek és a szál fizikai tulajdonságainak korlátai miatt.