Lightwave 2004 03

Посетите наш стенд на выставке"Связь-Экспокомм 2005"10–14 мая 2005 годаПавильон 1, стенд 1316

Научно�технический журнал №3/2004

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

Подписано в печать 29.10.2004. 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

5 Новости SUPERCOMМ

10 Новые книги

11 Новости технологий

15 Экономика

❑ WDM расширяет возможностиполучения прибыли за счетширокополосности

❑ Волокно по-прежнему в избытке

18 WDM и оптические сети связи

❑ Обеспечение высокой пропускнойспособности городских сетейпри использовании экономичнойинфраструктуры

❑ Пассивные оптические сети PONЧасть 3. Проектирование оптимальныхсетей

29 Кабели

❑ Выбираем оптический грозотрос

❑ Двенадцать характерных ошибокпри строительстве ВОЛС

❑ Увеличение скорости передачиинформации: волокно проникаетв ранее недоступные области

41 Интернет-директория

42 Адресная книга

45 Новые продукты

47 Технологии будущего

❑ Фотонно-кристаллические волокна

54 Термины

❑ Какие термины употреблять?Анализ мнений и отзывов читателей

№3 2004

Обложка: Дмитрий Дуев

Увеличениепропускной способности

городских сетей

Выбираемоптический грозотрос

стр. 29

3www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE russian edition №3 2004

стр. 18

Волокно проникаетв ЛВС и сети доступа

стр. 38

ССооддеерржжааннииее


Новости SUPERCOMM

SUPERCOMM�2004, ЧикагоВыставка и конференция SUPERCOMM

состоялась с 20 по 24 июня 2004 года в Чи-

каго на берегу озера Мичиган. Множество

операторов связи, производителей, постав-

щиков и конечных пользователей телеком-

муникационного оборудования собрались

вместе с целью поиска возможностей для

увеличения притока инвестиций в развитие

сетей связи, для внедрения новых видов

услуг и на этой основе увеличения дохо-

дов, иными словами, с целью ускорения

недавно начавшегося восстановления от-

расли связи после затянувшегося застоя.

В отличие от выставок/конференций OFC

и ECOC, на которых главную роль играют

производители компонент оптических се-

тей, главными действующими лицами

SUPERCOMM являются операторы связи,

производители и поставщики систем свя-

зи. В конечном счете руководители имен-

но этих фирм работают с потребителем

услуг и от их позиции, от их решения о це-

лесообразности инвестиций зависит ре-

альное положение дел во всей телекомму-

никационной отрасли. Поставщики услуг –

это пульт управления техническим и фи-

нансовым механизмами отрасли связи.

Именно поэтому энергетика и дух SUPER-

COMM являются показателями состояния

и перспектив развития всей отрасли.

В своем приветствии гостям генеральный

менеджер SUPERCOМM Джек Челден

(Jack Chalden) отметил, что долгожданное

восстановление отрасли связи наступило и

это легко заметить по всплеску инноваци-

онных проектов и царящему на выставке и

сопутствующих ей фору-

мах «духу перемен».

SUPERCOMМ действи-

тельно предоставил уни-

кальную возможность

познакомиться с огром-

ным разнообразием но-

вых идей. Более 600

экспонентов продемон-

стрировали весь много-

мерный мир современ-

ной индустрии связи.

Разнообразие представ-

ленных технологий и ре-

шений действительно

впечатляет, но еще

больше впечатляет то,

что все это техническое

многообразие реализо-

ванных идей и нововведений эффективно

взаимодействует между собой. Тенденция

к объединению услуг и сетей, к обеспече-

нию взаимодействия оборудования раз-

ных поставщиков («интероперабельнос-

ти») была, пожалуй, главной технической

тенденцией SUPERCOMМ.

Ветераны выставки SUPERCOMM и но-

вички почти единодушно выразили свое

удовлетворение увеличением числа и ка-

чества посетителей, побывавших на их

стендах. Как отмечают многие из них, ца-

рившая на SUPERCOMM атмосфера явно

свидетельствует об окончании наконец

экономических заморозков и забрезжив-

шем потеплении. «Прошлогодний SUPER-

COMM был поворотной точкой», – говорит

Ричард Лаудер (Richard Lauder), один из

основателей компании RBN, США. По его

словам, еще SUPERCOMM-2003 показал,

что в индустрии покончено с депрессией.

В этом году заметно увеличилось число

посетителей и реальных заказчиков, так

что его сотрудники общались с посетите-

лями в режиме «non-stop». Норен Юрек

(Noreen Jurek), директор по корпоратив-

ным отношениям компании Tekelec, США,

заявила, что все три комнаты для встреч с

клиентами были полностью заняты на

протяжении трех дней работы выставки.

Ирит Гиллат (Irit Gillath), вице-президент

по производству компании Telco Systems,

США, заявила, что стенд Теlcо посещали

нужные люди, особенно те, кто интересо-

вался совместным бизнесом. Остались

довольны посещаемостью своих стендов

и крупнейшие компании-экспоненты, та-Рис. 1. Выставочный зал SUPERCOMM�2004

6 www.lightwave-russia.com LIGHTWAVE russian edition №3 2004

кие, как Alcatel, IBM, Microsoft TV и Intel.

Растущий интерес посетителей к SUPER-

COMM связан еще и с возможностью полу-

чить новейшую техническую информацию

«из первых рук», отметил заместитель гене-

рального директора компании Оптиктелеком

(Россия) Михаил Гладышевский. Уровень

докладчиков на сопутствующих выставке

конференциях и «круглых столах», среди ко-

торых были Эдвард Барнхольт (Edward W.

Barnholt – Chairman, President&CEO, Agilent

Technologies), Серж Чурук (Serge Tchuruk –

Chairman, &CEO, Alcatel), Ричард Нотебаер

(Richard C. Notebaert – Chairman, &CEO,

Qwest Communication International) говорит

сам за себя.

Прошлое, настоящее и будущеекабельного телевидения Одним из трех ключевых пленарных док-

ладов SUPERCOMМ был доклад руково-

дителя телекоммуникационного и инфор-

мационного подразделения компании

Time Warner Дона Логана (Don Logan –

Chairman, Media&Сommunication Group),

посвященный истории, современному сос-

тоянию и перспективам на будущее инду-

стрии кабельных средств массовой ин-

формации, телекоммуникаций и развлече-

ний. По прогнозам господина Логана, до-

минирующее положение кабельного теле-

видения будет возрастать по мере предос-

тавления новых видов услуг.

Ситуация в области связи кардинально

изменилась, и кабельные сети находятся

на хороших стартовых позициях для ус-

пешного разви-

тия в будущем,

считает господин

Логан. По его

мнению, «кабель-

ные сети уже

произвели рево-

люцию в телеви-

дении, и они ско-

ро произведут

революцию в

способах обще-

ния людей».

Новейшие услуги,

предоставляемые

сетями кабельно-

го телевидения, в

частности видео по

требованию (video on

demand – VoD), видео по подписке (subscrip-

tion video on demand – SVoD) и цифровые

системы видеозаписи, полностью устранили

зависимость зрителей от телевизионных

программ – теперь появилась возможность

смотреть любую программу в любое время.

Недавно операторы кабельных сетей свя-

зи стали предоставлять экономичные воз-

можности для общения людей, основан-

ные на протоколе видео через Интернет

(VoIP) и широкой сети кабельного телеви-

дения (в США. – Прим. ред.). Кабельные

сети трансформируются так, чтобы обес-

печить заказчика всеми возможными се-

годня видами услуг: видео, данные и го-

лос. При этом заказчик может сам выби-

рать любой вид услуг по отдельности, в

любой комбинации

или в комплекте

«три в одном».

Прежде чем опера-

торы смогли пре-

доставлять все три

вида услуг однов-

ременно, кабель-

ные сети прошли

длинный путь раз-

вития, начавшийся

в 1950-х. В эти

давние времена

младенчества ка-

бельные сети слу-

жили только для

доставки телевизи-

онного изображе-

ния в отдаленные

сельские районы, в

которых прием традиционного широкове-

щательного телевизионного сигнала был

затруднен или вообще невозможен. За

первые десять лет к сети кабельного те-

левидения подключилось более 1200 сис-

тем. К концу 1950-х операторы кабельного

телевидения стали предлагать наряду с

широковещательными программами тра-

диционного телевидения дополнительно

от 3 до 4 кабельных программ, что приве-

ло к увеличению числа заказчиков. При-

чем к заказчикам из сельских районов

присоединились зрители из промышлен-

ных зон с хорошей видимостью по тради-

ционной широковещательной сети, жела-

ющие воспользоваться дополнительными

услугами кабельного телевидения.

В 1960-х начались первые эксперименты

по коммерческой трансляции репортажей

или программ, вызывающих особенно вы-

сокий интерес зрителей. Начало этим экс-

периментам положила трансляция матча

по боксу между Флойдом Паттерсоном и

Ингемаром Йохансоном. Хотя матч демон-

стрировался бесплатно, была показана

принципиальная возможность реализации

платных передач. К середине шестидеся-

тых некоторые компании – провайдеры

кабельного телевидения стали предлагать

заказчикам новости Ассошиэйтед пресс

(Associated Press news). В то время пред-

лагалась простейшая текстовая информа-

ция, но через пятнадцать лет она перерос-

ла в видеоновости организованной Тэдом

Тернером компании CNN.

В 1970-х число предлагаемых услуг стало

расти. Начало положила основанная в


Рис. 3. Стенд компании Lucent Technologies, как обычно,вызывал интерес специалистов

Рис. 2. Российские посетители на стендекомпании Alcon Technologies



1972 году компания Home Box Office

(HBO), впервые массово реализовавшая

проект платных телевизионных программ

(pay-per-view). Интерес к этим проектам

подогрел показ по кабельному телевиде-

нию на платной основе матча за звание

чемпиона мира по боксу между Мохамме-

дом Али и Джо Фрезером.

В начале 1990-х появилось несколько но-

вых специализированных каналов, среди

которых наиболее успешным оказался

проект телевизионной торговли (Home

Shopping Network).

Уже в это время начались испытания эле-

ментов интерактивного телевидения, но

эти попытки были не очень успешными,

так как зрители еще не были готовы к та-

ким новшествам.

В середине последнего десятилетия ХХ

века операторы кабельного телевидения

стали предлагать услуги высокоскорост-

ного доступа к сети Интернет. Особенно

важной, с точки зрения заказчиков, стала

возможность выбора скорости доступа и,

соответственно, абонентской платы.

Одно из последних достижений компаний

операторов кабельного телевидения –

предоставление услуги передачи теле-

фонных разговоров через Интернет

(VoIP). Годовой объем телефонного рынка

составляет 200 млрд. долл. По словам Ло-

гана, операторам кабельного телевидения

достаточно занять даже небольшую долю

этого рынка, чтобы существенно увели-

чить свои прибыли. Проникновение теле-

визионных кабельных компаний на этот

рынок начинается. Так, при реализации

пилотного проекта в Портленде, штат

Мэн, компания Time Warner получила

17 000 VoIP-заказчиков, которые предс-

тавляют 10% всех абонентов.

Большую возможность получения дохода

дают новые технологии видео по запросу

(VoD) и видео по подписке (SVoD). В США

число заказчиков этих двух видов услуг

оценивается в 1,5 миллиона.

Эффективность инвестиций в эти два нап-

равления для операторов кабельного теле-

видения будет зависеть не только от раз-

вития технологии. Существенную конку-

ренцию составляют традиционные опера-

торы связи, широковещательное телеви-

дение и операторы спутникового телеви-

дения. Сейчас операторы кабельного теле-

видения удерживают лидерство в предос-

тавлении услуг широкополосной передачи

информации (в США. – Прим. ред.). Чтобы

удержать лидерство, операторам кабель-

ного телевидения необходимо продолжить

наращивать усилия в продвижении суще-

ствующих и новых широкополосных услуг.

«Операторам кабельного телевидения не-

обходимо больше уделять внимания мар-

кетингу, – отметил господин Логан, – мы

должны быть уверены, что заказчики зна-

ют обо всех предлагаемых нами услугах.

Компания Time Warner уже работает над

предоставлением новых интерактивных

видов услуг. В числе новых разработок ин-

терактивные игры, видеотелефония, зву-

ковая электронная почта, идентификация

входящих звонков при занятой линии

(caller ID) и другие».

Ориентируясь на заказчикаКак выйти из кризиса, выжить и добиться

успеха в жесткой конкурентной среде, сло-

жившейся на рынке услуг связи? Точку зре-

ния Qwest Communications по этим вопро-

сам изложил исполнительный вице-прези-

дент управления корпорации Барри К. Ален

(Barry K. Allen, Executive Vice President of

Operations Qwest Communications).

По мнению господина Алена, необходимо

найти кратчайший путь к клиенту. Клиент

– это тот, кому нужны услуги связи, гово-

рит Ален, будь то домашний пользователь

услуг или оптовый заказчик, использую-

щий коммутируемую или пакетную переда-

чу данных. Компания Qwest, по словам

Алена, делает все для повышения качест-

ва и снижения стоимости предоставляе-

мых услуг с использованием новых техно-

логий, несмотря на все трудности и изде-

ржки, встречающиеся на этом пути.

В конце прошлого года некоторых анали-

тиков компании привело в ужас сообще-

ние о начале предоставления услуг голо-

Одна из первых компаний кабельного те-левидения – Home Box Office (HBO) осно-вана в 1972 году. С 1975 года HBO ведетпередачи на всей территории США. В 80-хгодах опережала всех конкурентов, но к1993 году была потеснена конкурентамина территории США. Компания ведетспутниковые трансляции (satellite TV),владеет фирмой по распространению ви-деокассет (HBO Video), приобрела канал«Синемакс» (Cinemax). В последнее вре-мя компания HBO International расширяетсвою деятельность за пределами США.Компания предоставляет услуги в болеечем 50 странах мира в Латинской Амери-ке, Азии и Центральной Европе, числоабонентов превышает 16 млн. Владеет7 крупными международными сетями ка-бельного телевидения

– Интерес к видео по подписке средипользователей цифровых сетей на 70%выше, чем среди других пользователейкабельного телевидения– Абоненты телевизионных кабельных се-тей, пользующиеся услугами видео под под-писке, тратят за предоставляемые услуги на22% больше, чем другие пользователи– Примерно 70% потенциальных пользова-телей цифровых сетей связи заявили, чтоих заинтересованность в широкополосномдоступе возрастет, если среди предостав-ляемых услуг будет услуга видео по требо-ванию или видео по подписке – 52% пользователей кабельного телеви-дения сообщили, что они существенно уве-личат число заказов на платный сетевойпросмотр фильмов или программ по систе-ме pay-per-view, если стоимость за одинпросмотр составит 3,95 долл. за заказ.(Данные исследований, проведенных кор-порацией Leichtman Research Group, Inc.)

Ключевые данные о компании QwestCommunications International Inc.– Число пользователей превышает25 млн.– Четвертый по величине оператор даль-ней связи в США– Доход в 2003 финансовом году составил14 288 млн. долл. – Число сотрудников в 2003 году состави-ло 47 000– В 1996 году компания QwestCommunications, владевшая высокочастот-ными системами связи, была приобретенакомпанией Southern PacificTelecommunications Company, владевшейволоконно-оптической кабельной сетью.Образовавшаяся компания получила наз-вание Qwest – В июне 2000 года размер компанииQwest Communications увеличился вдвоепосле слияния с компанией US West, ры-ночная капитализация новой компании натот момент составляла 70 млрд. долл. Од-нако в связи со спадом в отрасли компа-ния стала испытывать громадные труднос-ти и была вынуждена распродать частьсвоих подразделений и имущество на мил-лиарды долларов, чтобы покрыть убытки– В 2004 году компания объявила о планахпродажи своей сети телефонов-автоматов


совой связи по интернет-протоколу (VoIP)

для деловых заказчиков. Позднее в апре-

ле 2004 года Qwest объявила о том, что

доступ к VoIP-трафику, ограниченному об-

щедоступной коммутируемой телефонной

сетью, будет бесплатным. «Потребители

услуг очень обрадовались этой перспекти-

ве, – сказал Ален. – Они были восхищены

тем, что за услугу не нужно вносить опла-

ту или платить налоги».

Господин Ален сообщил, что 31 мая ком-

пания Qwest сделала сенсационное заяв-

ление о заключении соглашения с компа-

нией MCI по поводу оптовых услуг и цен.

Это первое соглашение между уполномо-

ченным оператором связи (ILEC) и альтер-

нативным оператором (CLEC) по вопросу

доступа к локальным се-

тям связи.

Соглашение было заклю-

чено менее чем через 90

дней после того, как вы-

ездная сессия окружного

суда Вашингтона вынесла

решение, упраздняющее

правила оптовой торговли

услугами связи, установ-

ленные федеральной ко-

миссией по связи (FCC –

Federal Communications

Commission). По словам

Алена, «компании достигли

соглашения, которое ста-

нет моделью не только для

других оптовых клиентов,

но также и для федераль-

ной комиссии по связи».

Qwest намеревается

взаимодействовать с такими

торговыми посредниками,

как MCI, так же как и с

обычными заказчиками. «Qwest

связывает себя обязательствами с

оптовым бизнесом. Мы верим в него, нам

он нужен, он важен для нашего бизнеса.

Мы бы очень не хотели лишиться

оптовых заказчиков в лице

альтернативных операторов связи

(CLEC)», – сказал Аллен.

«Конечно, – отметил Ален, – Qwest прекрас-

но понимает, что телекоммуникационные ус-

луги сегодня являются источником дохода, а

поэтому компании вынуждены бороться меж-

ду собой не на жизнь, а на смерть». «Слиш-

ком много поставщиков услуг охотятся за

несколькими заказчика-

ми», – добавил он.

Поскольку конкуренция

очень выгодна для за-

казчиков, операторы

связи должны быть

весьма дисциплиниро-

ванными в ценовой по-

литике. Очень опасна

практика «непродуман-

ного ценообразования»,

фактически сводящая к

нулю норму прибыли

(profit margins). В конеч-

ном счете, считает Ален,

изменения неизбежны и

разумные цены на услу-

ги связи восстановятся.


По старым правилам, установленным ак-том FCC 1996 года (Telecommunication Act1996), местным провайдерам необходимобыло передавать линии доступа торговымпосредникам и альтернативным операто-рам, так как FCC стремилась обеспечи-вать конкуренцию на рынке услуг. Прави-ла довольно жестко ограничивали возмож-ность концентрации средств массовой ин-формации и их доставки в руках однойкомпании. Однако с момента принятия ак-та 1996 года дебаты о его целесообраз-ности не утихали. Своим решением 2 июня 2003 года FCCсмягчила правила, регулирующие хозяй-ственную деятельность владельцевгородских сетей связи, однако по-преж-нему действовали жесткие тарифы напредоставление права доступа к сетямальтернативных операторов. Поэтомутрадиционные операторы телефоннойсвязи считали, что политика FCC в об-ласти тарифов для подключения альтер-нативных операторов ущемляет их инте-ресы и не покрывает реальных затрат.Согласно правилам FCC цены на подк-лючение к сети определялись специаль-ными правилами Total Element Long RunIncremental Cost (TELRIC).Решениемапелляционного суда это положениебыло отменено, а администрация Бушаотклонила встречную апелляцию со сто-роны FCC.

Рис. 4. На стенде компании Movaz Networks

Ключевые данные о компании MCI– Одна из первых начала коммерческуюэксплуатацию сети Интернет в 1987 году(в то время сеть UUNET)– Число пользователей сети превышает32 млн.– Протяженность кабельной сети более100 000 км– Ядро глобальной IР- сети компании MCIвключает в себя более 4500 точек присут-ствия (PoPs) на шести континентах– В 2000 году компания ввела в стройтранстихоокеанский кабель (SouthernCross), обеспечивший передачу интернет-трафика между Калифорнией, Гавайями,Австралией, Новой Зеландией и Фиджи – MCI первой среди коммерческих компа-ний провела полевые испытания системыдальней связи со скоростью 40 Гбит/с – Ядро глобальной сети MCI построено напринципе пакетной коммутации и исполь-зует IP-протокол

Компания SBC объявила, что ключевым элементом стратегиисвоего развития она считает создание сетевой инфраструкту-ры, способной предоставлять комплекс услуг нового поколе-ния, в том числе цифровое телевидение, сверхвысокоскорост-ной доступ к сети Интернет и IP-телефонию.Руководство компании собирается инвестировать от 4 до 6млрд. долл. за ближайшие 5 лет в развитие своей сети. Клю-чевым моментом этого развития компания считает продвиже-ние оптического волокна как можно ближе к потребителю. Приэтом концепция «волокно до рабочего места» (FTTP) будетприменяться на новых участках сети. В уже действующей час-ти сети будет применяться концепция "волокно до распредели-тельного узла" (FTTN). Каждый узел будет обслуживать при-мерно 100 абонентов, используя существующие подключения.

Компания SBC намеревается потратитьот 4 до 6 млрд. долл. на развитие

абонентской волоконно-оптической сети


Новые книги

Выпущенная издательством «Радио и связь» в 2002 году книга «Ка-

бельные линии связи. История развития в очерках и воспоминаниях»

будет интересна специалистам связи и смежных отраслей, а также

всем, кто выбирает свой путь в море современных телекоммуникаций.

Книга представляет собой сборник очерков, написанных заслужен-

ными работниками связи – участниками описываемых событий, что

делает книгу исключительно правдивой и информативной, кроме

того, в ней аккумулирован огромный опыт проектирования, разра-

ботки и внедрения кабельных систем связи, и не только электри-

ческих, но и оптоволоконных.

Опыт последнего десятилетия показал, что процессы обоснования

проектов, собственно проектирования и прокладки, а также эксплуата-

ции оптоволоконных линий связи и медных кабельных линий связи

имеют поразительно много общего. Более того, кабельные трассы сов-

ременных волоконно-оптических линий связи во многом совпадают с

трассами медных кабельных линий связи, проложенных в 1960–1980

годы. Это говорит о глубокой преемственности подходов и методов,

особенно в технике прокладки кабелей и оборудовании. В этом смыс-

ле читателям будут интересны материалы: «Проектирование кабель-

ных линий связи» (Е.И. Степанов, глава 8), «Строительство кабельных

линий связи» (Ю.А. Стукалин,

В.Г. Бакланов, В.Н. Спиридонов,

А.М. Лукашев, глава 9), «Эксплуата-

ция кабельных линий связи»

(В.Д. Щербаков, В.Г. Дедоборщ,

В.П. Нестеров, глава 10), «Кабель-

ные аксессуары» (О.М. Комаров,

глава 5: о муфтах, устройствах и

приспособлениях для монтажа кабе-

ля и механизмах для его прокладки).

Кроме того, специалистам по

ВОЛС будут особенно интересны

материалы, представленные

А.С. Воронцовым, – «Волоконно-

оптические линии связи: становле-

ние и достижения на этом пути» (глава 4); В.Г. Баклановым и

В.Н. Спиридоновым – «Строительство волоконно-оптических линий

связи» (раздел 9.2), А.Ю. Цымом – «Вместо послесловия. Перспек-

тивы развития сети кабельных линий связи в России» (глава 12).

Книга эта не укладывается в рамки обычного издания, она написана

большим коллективом авторов, состоящим из 21 признанного в отрас-

ли связи специалиста: автора идеи и проекта книги – К.К. Никольско-

го, упомянутых выше авторов глав и разделов, а также В.Н. Гордиенко,

И.А. Здоровцева, К.Г. Левинова, Э.Л. Портнова, Л.Д. Разумова,

С.А. Соколова, М.С. Тверецкого, Д.Л. Шарле и В.О. Шварцмана.

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ В ОЧЕРКАХ И ВОСПОМИНАНИЯХ

Справочник, вышедший в серии «Инженерная энциклопедия. Тех-

нологии электронных коммуникаций» издательства ЭКО-ТРЕНДЗ

в 2003 году, предназначен для широкого круга специалистов, за-

нимающихся производством оптических кабелей, проектировани-

ем и эксплуатацией волоконно-оптических линий передачи.

Действительно нужная и полезная книга, содержащая большое

количество практически востребованной информации. Редакция

считает, что она пригодится практически всем читателям журна-

ла Lightwave Russian Edition.

Как сказано в предисловии к справочнику: «Кабельная промыш-

ленность России успешно осваивает внутренний телекоммуникаци-

онный рынок. Большинство кабельных заводов выпускает кабели

широкой номенклатуры различного назначения (линейные, внутри-

объектовые) и для различных условий прокладки и эксплуатации

(подземные, подводные, подвесные, распределительные, станци-

онные). В ближайшие десятилетия ХХI века оптические кабели бу-

дут по-прежнему оставаться основным видом физической среды

передачи стационарных телекоммуникационных сетей. Надо пола-

гать, что основное применение найдут оптические волокна станда-

ртного и специализированного типов. Для обеспечения достаточ-

ной эквивалентной пропускной

способности в течение всего срока

службы должны использоваться

многоволоконные ОК.

В настоящем справочнике приво-

дятся данные о конструкциях и

параметрах оптических кабелей

российского производства и тре-

бования к ним. Справочник содер-

жит сведения о структуре, техно-

логии изготовления, параметрах

оптических волокон и требовани-

ях Рекомендаций МСЭ-Т. Рас-

сматриваются материалы, исполь-

зуемые в конструкциях ОК, аксес-

суары, способы прокладки оптических кабелей и измерительные

приборы. Приведенные данные и сведения следует рассматри-

вать в качестве справочного материала».

Следует сказать, что не все разделы справочника одинаково ин-

формативны. Например, раздел 7.4. «Средства технологического

контроля оптических волокон и кабелей» больше похож на реклам-

ный проспект фирмы Nettest. Нет информации ни об оборудовании

других фирм-производителей, ни о технических характеристиках

приборов самой фирмы Nettest.

В целом еще раз отметим своевременность и полезность выхода спра-

вочника. Разумеется, как всякий справочник, он нуждается в постоян-

ном обновлении информации. Надеемся, что издательство ЭКО-

ТРЕНДЗ обеспечит переиздание справочника «Оптические кабели

связи российского производства» с необходимой регулярностью.

ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ СВЯЗИРОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

А.С. Воронцов, О.И. Гурин, С.Х. Мифтяхетдинов,К.К. Никольский, С.Э. Питерских

Сотрудники исследовательской лаборатории по оптике и электро-

нике компании Фуджикура (Optics and Electronics Laboratory,

Fujikura Ltd) разработали новый тип простого управляемого ком-

пенсатора хроматической дисперсии. Они предложили разместить

стандартную брэгговскую решетку на гибком кольце. Длина решет-

ки и диаметр кольца подбирались таким образом, что решетка за-

нимала примерно 1/4 кольца по окружности. Кольцо может быть

деформировано по одному из двух направлений, меняя период ре-

шетки на изгибах, соответственно на дальнем или на ближнем кон-

це. Таким образом, может не только изменяться величина компен-

сации дисперсии, но и ее знак. Такое простое решение открывает

широкие перспективы для производства дешевых перестраивае-

мых компенсаторов дисперсии на основе брэгговских решеток.

ЛитератураOkude S. et al. Tunable FBG Dispersion

Compensator with a Simple Ring Structure.

ECOC�IOOC 2003 Proceedings, vol.1,

pp.6–7, Rimini, 2003.

Олег Бутов


Новости технологий

ПРОСТОЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ КОМПЕНСАТОРХРОМАТИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИИ

Рис. 1. Принцип действия компенсатора дисперсии: а) недеформированнаярешетка; б) решетка с положительной дисперсией; в) решетка с отрицательнойдисперсией

Рис. 2. Спектр групповой задержкидля различных величиндеформации опорного кольца

(а)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙВ CWDM�СИСТЕМАХ СВЯЗИ

Системы связи со спектральным разделением при неплотном рас-

положении каналов (CWDM-системы) появились как более деше-

вая альтернатива системам с плотным расположением спектраль-

ных каналов (DWDM-системам) при использовании в городских и

локальных (корпоративных) сетях связи [1]. Основное преимуще-

ство CWDM-систем – дешевизна, связанная с отсутствием жест-

ких требований к спектральной стабильности как пассивных, так и

активных компонент системы.

Дальность работы CWDM-систем до настоящего времени ограничи-

валась расстоянием порядка 80 км, что не всегда достаточно для

применения в городских сетях связи. Эрбиевые усилители (усилите-

ли EDFA) – основа современных DWDM-систем – малоэффективны

в CWDM, так как могут усиливать одновременно только один или

два канала. Напомним, что существует два типа эрбиевых усилите-

лей, работающих в двух различных спектральных диапазонах С (от

1530 до 1560 нм) и L (1579–1610 нм).

По сообщениям фирмы Genoa, ей удалось создать линейный опти-

ческий усилитель (LOA-linear optieсal amplifier) [2] с полосой усиле-

ния 110 нм (1500–1610 нм), достаточной для одновременного усиле-

ния четырех CWDM-каналов. Использование этих усилителей с во-

локном AllWave фирмы OFS и пассивных элементов фирмы Finisar

позволило довести протяженность CWDM-линий связи до 160 км.

Литература1. Наний О.Е. Линейные оптические усилители – новый класс полупро�

водниковых усилителей // Lightwave Russian Edition, 2003, № 2, с. 27.

2. Thiele H.J et al. Linear optical amplifier for extended reach in

CWDM transmission systems OFC 2003, paper MF21.

(б) (в)



ЗАПИСЬ ДЛИННОПЕРИОДНЫХ РЕШЕТОКВ ФОТОННО�КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ

Японские ученые Кацуми Моришита

(Katsumi MORISHITA) и Иошихиро Мияки

(Yoshihiro MIYAKE) продемонстрировали

новый метод записи длиннопериодных

решеток (LPG – long period grating) в фо-

тонно-кристаллических волокнах. Получа-

емые решетки не содержат каких-либо

геометрических деформаций или физи-

ческих разрушений и получены исключи-

тельно за счет структурных изменений в

сетке стекла [1]. Подобного эффекта уда-

лось достичь путем локального нагрева

участка световода («штриха» решетки) и

последующего быстрого его охлаждения.

Именно быстрое охлаждение и обеспечи-

вает необходимые для записи решетки

структурные изменения в сетке стекла.

Важность полученного результата обус-

ловлена тем, что обычные методы записи

решеток, основанные на фоточувстви-

тельности кварцевого стекла, не приме-

нимы для записи решеток в фотонно-

кристаллических волокнах.

На рис. 1 показан спектр пропускания

LPG с периодом решетки 300 мкм. Погло-

щение на резонансных длинах волн вбли-

зи 1,48 мкм и 1,56 мкм возрастает с уве-

личением количества штри-

хов. В отличие от брэгговских

решеток (FBG), в которых на

резонансной длине волны

происходит отражение воло-

конной моды [2], в длиннопе-

риодной решетке LPG осуще-

ствляется преобразование во-

локонной моды в сонаправ-

ленную оболочечную моду.

Первый максимум на рис.1

связан с преобразованием в

фундаментальную оболочеч-

ную моду LP01*, а второй – с

преобразованием в оболочеч-

ную моду LP11*. Фундамен-

тальная оболочечная мода не

видна из-за больших потерь.

Связь между резонансной длиной

волны �res и периодом решетки �

определяется условием фазового

(волнового) синхронизма

где ncoeff и ncl

eff – эффективные

показатели преломления вол-

новодной моды и оболочечной

моды соответственно. Следует

помнить, что эффективные по-

казатели преломления являют-

ся функциями длины волны,

причем наиболее сильна зави-

симость от длины волны вели-

чины эффективного показате-

ля преломления оболочки [3].

Важно отметить, что в фо-

тонно-кристаллических во-

локнах резонансная длина

волны увеличивается с

уменьшением периода ре-

шетки LPG (т.е. с увеличение

обратного периода). Отме-

тим, что в обычных оптичес-

ких волокнах наблюдается

пропорциональность периода

решетки и резонансной длины волны. Та-

кое необычное поведение зависимости

резонансных длин фотонно-кристалличес-

кого волокна от периода LPG объясняется

зависимостью разности (ncoeff – ncl

eff) между

эффективными показателями преломле-

ния сердцевины и «дырчатой» оболочки

от длины волны.

Таким образом, разработанная методика

записи длиннопериодных решеток в фотон-

но-кристаллических волокнах открывает но-

вые перспективы для разработки устройств

фотоники и нелинейной оптики для широко-

го круга применений.

Литература1. Morishta K., Miyake Y. Long�Period

Gratings Written in a Pure Silica Holey Fiber

by the Glass Structure Change. ECOC�IOOC

2003 Proceedings. Rimini, 2003, vol. 1, pp. 4–5.

2. Наний О.Е. Основы технологии спект�

рального мультиплексирования каналов пе�

редачи (WDM) // Lightwave Russian Edition,

2004, № 2, с. 47–52.

3. Наний О.Е., Павлова Е.Г. Фотонно�крис�

таллические волокна // Lightwave Russian

Edition, 2004, № 3, с. 47–53.

Рис. 1. Спектр пропускания LPG с периодомрешетки 300 мкм

Рис. 2. Экспериментальные значениярезонансных длин волн и соответствующиеим значения обратного периода 1/�

1/�

(мкм

)–1



Кварцевое оптическое волокно, получен-

ное при температуре не более 20 �С?! Лю-

бой специалист скажет, что это невозмож-

но. Для вытягивания волокна необходимо

нагреть заготовку до температуры при-

мерно 1000 �С. Поэтому в производстве

волокна используется дорогостоящее обо-

рудование, способное выдерживать высо-

кие температуры.

Тем не менее волокно, созданное при тем-

пературе океанической воды, существует.

Ученые из научно-технического центра

Lucent Tehnologies обнаружили, что скелет

глубоководных морских губок содержит оп-

тические волокна, по структуре очень напо-

минающие современное волокно, использу-

емое в телекоммуникационных сетях. Серд-

цевина природного волокна состоит из чис-

того кварца, а оболочка – из кварца с высо-

ким уровнем органических примесей. Нали-

чие примесей в оболочке обеспечивает сни-

жение величины показателя преломления,

необходимое для поддержания распростра-

нения света в сердцевине волокна.

Напомним, что затухание в современном

телекоммуникационном волокне достигло

физического предела для высокотемпера-

турной технологии производства. Этот пре-

дел связан с рэлеевским рассеянием на

флуктуациях плотности кварца.

Амплитуда флуктуаций в волокне соответ-

ствует неоднородности расплавленного

кварца, которая оказывается «заморожен-

ной» при затвердевании кварца. Принципи-

альная возможность уменьшения затухания

путем снижения температуры производства

волокна известна давно, но до сих пор ис-

следования были направлены в основном

на поиск нового состава волокна с низкой

температурой плавления.

Поскольку формирование биологического

волокна происходит при низких температу-

рах, то для него рэлеевский предел затуха-

ния существенно меньше, чем для современ-

ного искусственного волокна. Возможно, в

будущем изучение природы подскажет аль-

тернативный подход к производству волокна.

У природных волокон есть еще одно важное

преимущество – эластичность, защищаю-

щая их от повреждений.

Несмотря на высокую прочность, главной

причиной выхода из строя коммерческого

оптоволокна чаще всего бывает появление

повреждений и трещин на внутренней по-

верхности. Такие поломки происходят не

часто, но тем не менее, когда они случа-

ются, необходима замена волокна – дело

трудоемкое и дорогое, поэтому ученые

уже давно стали искать возможность изго-

товления волокна, которое было бы менее

восприимчиво к этой проблеме. У морских

губок вопрос решается при помощи орга-

нической оболочки, покрывающей биоло-

гическое волокно и придающей ему иск-

лючительную гибкость.

По словам исследователей иэ Bell Labs, би-

ологические волокна можно завязывать уз-

лом, но они, в отличие от коммерческих во-

локон, не повредятся.

Создатель природного волокна – губка, изве-

стная под названием «Корзина цветов Вене-

ры» (Venus Flower Busket). Она обитает в нед-

рах тропического океана. Вырастая, она дос-

тигает практически 20 см в длину и имеет

сетчатый скелет, состоящий из прозрачного

Хотя потери в природном биоволокнеслишком велики для применения в сов-ременных телекоммуникационных се-тях, потенциально биотехнология произ-водства волокна при нормальных темпе-ратурах способна уменьшить величинурэлеевского рассеяния на порядок!

Рис. 1. Скелет морской губки «Кор�зина цветов Венеры». У основанияскелета виден пучок волокон при�родного происхождения (показаныстрелкой). Фотография предоставле�на Lucent Technologies Inc./Bell Labs

Рис. 2. Фотография торца волокна,интерферограммы среза и радиаль�ное распределение показателя пре�ломления. Фотография и графикпредоставлены Lucent TechnologiesInc./Bell Labs

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, СОЗДАННОЕ ПРИРОДОЙ

С ростом потребностей локальных сетей в

увеличении скорости передачи все больше

разработчиков включаются в работу по уве-

личению быстродействия лазеров с верти-

кальными резонаторами.

Исследователи из Колорадского университета

(Colorado State University, USА) разработали

лазер с вертикальным резонатором (VCSEL)

[1] на длину волны 850 нм с шириной полосы

модуляции по уровню –3 дБ, достигающей

17 ГГц. Разработана специальная конструк-

ция, упрощающая монтаж устройства.

Полоса модуляции VCSEL определяется

электрическим сопротивлением лазера и ве-

личиной паразитной емкости. Оба этих пара-

метра надо уменьшать для увеличения поло-

сы модуляции. Исследователям удалось сни-

зить сопротивление за счет изготовления

VCSEL из AlGaAs структуры, выращенной на

подложке p-типа (обычно активную полупро-

водниковую структуру выращивают на под-

ложке n-типа), а также благодаря использова-

нию MOCVD (metallo-organic chemical vapour

deposition) процесса для выращивания угле-

родсодержащих зеркал со специально рас-

считанным профилем отражательной решет-

ки. Уменьшить паразитную емкость удалось

за счет использования относительно неболь-

шой основы и мезаструктуры малого разме-

ра. По мнению разработчиков, созданный ла-

зер может использоваться для передачи ин-

формации со скоростью 20 Гбит/с уже сегод-

ня. В ближайшее время скорость передачи

будет доведена до 30 Гбит/с. Конечная цель

исследовательского проекта – обеспечить

скорость передачи информации 40 Гбит/с.

Литература1. FibreSystems Europe in association with //

LIGHTWAVE Europe, May 2004, p. 7.

УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВЛАЗЕРАМИ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ РЕЗОНАТОРАМИ



кварца, а внутри него,

как правило, обитает

пара моллюсков. У ос-

нования скелета рас-

положен пучок воло-

кон, торчащий наружу

подобно перевернутой

короне. Обычно эти

волокна бывают от 5

до 20 см в длину, а по

толщине они сравни-

мы с человеческим

волосом.

Если ученые добьют-

ся успеха в модели-

ровании природных

процессов формиро-

вания скелета губки

«Корзина цветов Ве-

неры», то, вероятно,

это поможет снизить цены на производ-

ство оптического волокна. «Это очень хо-

роший пример того, как Природа помога-

ет нам в изучении и разработке материа-

лов, – говорит Черри Мюррей, вице-прези-

дент физических исследований в Bell

Labs. – В этом случае относительно прос-

той организм решает сложные проблемы

интегральной оптики и производства ма-

териалов. Исследуя «Корзину цветов Ве-

неры», мы учимся создавать оптические

материалы при низких температурах. Че-

рез много лет после того, как это знание

станет использоваться в коммерческих

целях, оно сможет сыграть важную роль

для снижения цен и повышения качества

будущего оптического телекоммуникаци-

онного оборудования».

Александра Никонова

Рис. 3. Три сестры – морские губки. Фотографияпредоставлена Lucent Technologies Inc./Bell Labs

Научной группе из института им. В. Шоттки

Мюнхенского технологического универси-

тета, Германия, удалось получить обнаде-

живающие результаты в работе по созда-

нию длинноволнового (от 1400 до 2000 нм)

лазера с вертикальным резонатором.

Порог генерации разработанного лазера

составил менее миллиампера, рабочее

напряжение 1,4 В, а дифференциальный

к.п.д. 25%. Выходная мощность достигает

7 мВт, непрерывная генерация сохраняет-

ся при нагреве свыше 100°.

Одномодовый режим характеризует-

ся коэффициентом подавления бо-

ковых мод около 50 дБ. Лазер обес-

печивает скорость передачи

10 Гбит/с при прямой амплитудной

модуляции током накачки.

ДЛИННОВОЛНОВЫЕ ЛАЗЕРЫС ВЕРТИКАЛЬНЫМ РЕЗОНАТОРОМ

Излучение лазера

Контакт

Областьусиления

Верхнее зеркало

Нижнее зеркало

Подложка

Контакт

Рис. 1. Схема полупроводниково�го лазера с вертикальным резо�натором


Экономика

Внедрение технологии спектрального мультиплексирования (WDM)

дало возможность операторам связи предоставлять услуги, требую-

щие широкой полосы, по существующим сетям доступа. Яркий при-

мер – применение WDM для реализации услуги видео по требова-

нию (VoD). При этом транспортная технология Ethernet поверх WDM

(EoW) взята на вооружение многими кабельными операторами,

доставляющими услуги видео по требованию по существующим се-

тям кабельного телевидения.

Низкая стоимость и гибкость, присущая архитектуре Ethernet по-

верх WDM, позволили создать реально действующую модель биз-

неса для предоставления VoD. В США сети WDM были развернуты

для передачи услуги VoD шестью из семи ведущих кабельных опе-

раторов. В Европе высокоскоростные услуги передачи данных по-

буждают выделение все большей полосы в существующих кабель-

ных сетях, и здесь снова происходит интеграция с WDM, для того

чтобы обеспечить быстрый рост трафика кабельных модемов по су-

ществующим волоконным сетям аналогового видео.

Наглядным примером того, как в Европе DWDM используется для

удовлетворения растущих требований пользователей в услугах вы-

сокоскоростной передачи данных по существующей оптоволокон-

ной сети, служит внедрение новой сети компании Telewest ем-

костью 100 Гбит/с. Использование DWDM делает возможным пре-

доставлять специальные виды широкополосных услуг каждой, даже

небольшой, группе заказчиков, что означает возникновение нового

источника дохода. Сегодня наиболее важной из таких услуг являет-

ся доступ в Интернет с помощью кабельного модема. В будущем,

когда сформируются предпочтения пользователей и произойдет оп-

ределенная эволюция моделей бизнеса, та же инфраструктура мо-

жет быть использована для поддержки услуг VoD, интерактивных

игр и других широкополосных услуг.

Операторы кабельного телевидения используют WDM в двух нап-

равлениях. В рамках первого («традиционного») направления WDM

используется для расширения полосы пропускания звена, соединя-

ющего головную станцию и концентраторы/хабы (выступающие в

качестве вторичных головных станций). В этом случае довольно

часто применяется кольцевая топология, причем спектральное

мультиплексирование WDM используется для увеличения скорости

передачи между центральной головной станцией и хабами, чтобы

передать расширенный трафик, связанный с новыми услугами, та-

кими, как трафик кабельных модемов и трафик контента VoD, пере-

даваемыми по существующему волокну. В этой архитектуре спект-

ральные каналы WDM терминируются там, где расположены хабы

(т.е. они принимаются оптическим приемником по схеме преобразо-

вания сигнала: ОЕ – оптический в электрический), а затем трафик

передается между хабом и оптическим узлом на границе оптоволо-

конной сети с использованием традиционной технологии с одним

или двумя спектральными каналами.

В рамках второго («нового») направления WDM используется не

только для того, чтобы соединить головную станцию и хабы, но

и для того, чтобы доставить трафик (специализированных) огра-

ниченных вещательных услуг (т.е. трафик кабельных модемов

или VoD) к оптическим узлам на границе оптоволоконной сети.

В этом случае используются не только преимущества, вызван-

ные расширением полосы, но и то, что спектральные каналы,

переносящие различные типы трафика, с помощью пассивной

оптической сети могут быть направлены к местам расположения

различных оптических узлов. Эта архитектура устраняет необ-

ходимость использования преобразования ОЕО (оптический-

электрический-оптический) в хабе и, следовательно, дает воз-

можность вместо постройки полноценного здания хаба исполь-

зовать простой шкаф, содержащий только пассивные компонен-

ты, нужные для маршрутизации различных спектральных кана-

лов по соответствующему направлению.

Следует иметь в виду, что существуют интересные отличия в от-

носительной важности тех или иных широкополосных услуг в

различных частях света. Эти отличия, возможно, берут начало в

культуре различных народов и политике правительств, различи-

ях в динамике роста стран и доступности того или иного контен-

та. В Корее и Японии правительства способствуют внедрению

широкополосных услуг. Здесь внедряются интересные новые

возможности обучения с использованием IP-сетей, игры и виде-

оприложения. В США большая конкуренция между кабельными и

спутниковыми операторами толкает кабельных операторов аг-

рессивно внедрять VoD как средство дифференциации услуг. В

Великобритании и Европе высокоскоростной доступ в Интернет

кажется более привлекательным для пользователей, чем новые

видеоуслуги. С точки зрения перспектив использования техноло-

гии, однако, сетевые механизмы и тенденции, лежащие в основе

этого, – одни и те же: увеличение трафика Ethernet (переносяще-

го данные и/или видео) и WDM, переносящего Ethernet парал-

лельно с любыми другими широкополосными услугами.

Там, где волокно уже проложено, с помощью WDM сетевые опера-

торы могут гибко оперировать возможностью предоставления но-

вой полосы в их сетях в течение нескольких недель, что позволит

им «точно в срок» получать возврат инвестиций в новое передаю-

щее оборудование. Технология WDM экономически выгодна, так

как позволяет провайдерам широкополосных услуг предоставить

новые услуги и получать дополнительные доходы с уже существую-

щей сетевой инфраструктуры. Растущие потребности заказчиков в

разнообразных новых широкополосных услугах сулят большие воз-

можности для операторов этих услуг.

Перевод с английского,Lightwave Europe, September, 2003

WDM РАСШИРЯЕТ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯПРИБЫЛИ ЗА СЧЕТ ШИРОКОПОЛОСНОСТИПАТРИК ХАРШМАН,президент Broadband Access Network, Harmonic Inc.

16 www.lightwave-russia.com

Экономика

LIGHTWAVE russian edition №3 2004

ДМИТРИЙ ПИЧУГИН,физический факультет МГУ им. М.В. ЛомоносоваE�mail: pichugin�[email protected]

ВОЛОКНО ПО�ПРЕЖНЕМУ В ИЗБЫТКЕ

Несмотря на принимаемые фирмами-производителями оптичес-

кого волокна меры по сокращению производства, в мире по-

прежнему наблюдается избыток производственных мощностей

оптического волокна и оптического кабеля. После падения спро-

са на волокно в 2002 году на 50% производители рассчитывали,

что худшие времена позади. Ожидалось, что постепенно по мере

сокращения запасов волокна на складах компаний и увеличения

потребности в пропускной способности благодаря развитию но-

вых приложений возобновится увеличение спроса на волокно.

Кроме того, считалось, что операторы связи сократят долги и

смогут увеличить капитальные затраты в 2003 году. Тем не ме-

нее ожидания производителей оптического волокна в начале

2003 года не оправдались и в отрасли в течение 2003 года про-

должилась стагнация.

В 2003 году спрос на оптическое волокно снизился на 3,4% по

сравнению с 2002 годом до 63,5 млн. км, что составляет менее по-

ловины производственных мощностей, которые сократились со

167 млн. до 145 млн. км волокна. В результате уменьшения спро-

са и усиления конкуренции с 2000 по 2004 год цены на волокно

снизились в несколько раз, например на стандартное одномодо-

вое волокно с 42 долл./км до 13 долл./км, а объем рынка сокра-

тился до 1,3 млрд. долл.

Крупнейшими производителями оптического волокна в мире являют-

ся Япония, Китай, США и Корея. Суммарные производственные мощ-

ности этих стран составляют 79% мировых. Почти во всех регионах и

странах производственные мощности превышают спрос, но причины

этого дисбаланса различны. В развитых странах превышение пред-

ложения над спросом является результатом быстрого падения спроса

при медленном сокращении производственных мощностей. Некото-

рые развивающиеся страны, напротив, наращивают мощности по

производству волокна, рассчитывая увеличить свои рыночные доли.

Производственные мощности мирового лидера в производстве

волокна – Японии сократились на 13%. Мощности в Китае тем

временем выросли на 150% с 2001 по 2003 год, достигнув уров-

ня 29,5 млн. км волокна в год. Еще более бурный рост происхо-

дит в Южной Корее. С 2001 по 2003 год корейские производите-

ли волокна увеличили более чем вдвое свои мощности, доведя

их до 25 млн. км волокна, притом что их внутренний спрос сос-

тавляет только 1,5 млн. км.

Рис. 1. Динамика цен на стандартное одномодовоеволокно

Рис. 2. Крупнейшие производители и потребителиволокна

Рис. 3. Структура продаж оптического волокна


Экономика

В структуре объема продаж наибольшую долю рынка зани-

мает стандартное одномодовое волокно 53,734 млн. км

(90,4%), его продажи снизились незначительно (–2,8%).

Продажи NZDS одномодовых волокон упали до 2,088 млн. км

(–32,1%). Продажи многомодового волокна выросли

до 2,655 млн. км (+8,9%). Значительно, на 33,5%, выросли

продажи специальных видов волокна, но их доля пока еще

очень мала (965 тыс. км).

Одними из «виновников» падения спроса на волокно в 2003

году генеральный управляющий компании Corning Photonic

Technologies Джеральд Файн (Gerald Fine) назвал технологии

SONET и DWDM.

Согласно прогнозу RHK, рынок оборудования SONET/SDH и

DWDM будет расти бурными темпами по крайней мере бли-

жайшие несколько лет, поэтому у операторов связи помимо

прокладки нового кабеля всегда будет альтернативный способ

увеличения пропускной способности – установка нового обо-

рудования SDH и WDM. В связи с этим стоит ожидать стаби-

лизации спроса на оптическое волокно на нынешнем уровне и

ожесточенную борьбу за долю рынка между производителями.

Литература1. Fuller M. Fiber capacity still in excess. Lightwave, March, 2004.

2. Optical fibre & fibre optic cable monitor. CRU group, www.cru�

moni�tor.com

Рис. 4. Прогноз динамики рынков SONET/SDHи DWDM оборудования

10 декабря 2004 г.

ЖурналLightwave Russian Edition

проводит секцию

ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИВ ВЕДОМСТВЕННЫХ И КОРПОРАТИВНЫХ

СЕТЯХ СВЯЗИ 7-й МЕЖДУНАРОДНОЙКОНФЕРЕНЦИИ «ВНЕДРЕНИЕ СОВРЕМЕН-

НЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ВКСС»Программа секции

Секция "Оптические технологии в ведомственных и корпора�тивных сетях связи"Ведущий секции: журнал "Lightwave Russian Edition"10.20 – 10.40. Подготовка квалифицированных специалистови сертификация монтажных компаний – основа качества те-лекоммуникационных кабельных систем.И.Г. Смирнов, директор по маркетингу и развитию бизнесаAESP Eastr Europe, председатель BICSI, Россия, RCDD.10.40 – 11.00. Создание современных корпоративных органи-заций с использованием инфраструктур ЛЭП.Е. Гаскевич, управляющий директор "Телеком Транспорт".11.00 – 11.20. Оборудование радиодоступа Wi-Fi с многолуче-вой фазированной антенной решеткой.А. Леонов, менеджер по системам Wi-Fi, WiMAX, "Т"ТелекомелекомТТранспорт".ранспорт".11.20 – 11.40. Система задувки волокон Sirocco от Pirelli11.20 – 11.40. Система задувки волокон Sirocco от Pirelli–– тетехнология для любых применений оптоволокна.хнология для любых применений оптоволокна.Chris Pollock / Market Development Director @ PirelliChris Pollock / Market Development Director @ PirelliTTelecom Cables and Systems UK Ltdelecom Cables and Systems UK Ltd11.40 – 12.00. Воздушные оптические кабельные систе11.40 – 12.00. Воздушные оптические кабельные систе--мы Pirelli.мы Pirelli.AlberAlber t Segura / International Sales Manager @ Pirellit Segura / International Sales Manager @ PirelliTTelecom Cables Y Sistemas ESPelecom Cables Y Sistemas ESPANA S. L.ANA S. L.12.00 – 12.20. Решения по широкополосному дост12.00 – 12.20. Решения по широкополосному доступу отупу откомпании NOKIA – 3:1 (телефон, Интернет, телевидение).компании NOKIA – 3:1 (телефон, Интернет, телевидение).А.П. Игнатьев, исполнительный дирекА.П. Игнатьев, исполнительный директор РК-ТЕЛЕКтор РК-ТЕЛЕКОМ.ОМ.

комплекс Гостиный ДворМОСКВА

Д�Р РЕЙ БОНСЕК (Dr. Ray Boncek), менеджер исследованийв области проектирования систем;ПОЛ ДИКИНСОН (Dr. Paul Dickinson), менеджер проектированиясистем для пользователей;САНТАНУ ДАС (Dr. Santanu Das), директор проектирования городскихсистем, компания OFS


WDM и оптические сети связи

Целый ряд признаков свидетельствует о

росте расходов на развитие сетей доступа

как в государственном, так и в частном

секторе [1] (в США. – Прим. ред.). Именно

их роль становится наиболее важной се-

годня в создании сетевой инфраструкту-

ры. Важнейшим стимулом развития сетей

доступа является продолжающийся экспо-

ненциальный рост трафика Интернет, ко-

торый ежегодно удваивается и достигнет,

по прогнозам компании IDC, уровня

5175 Пбит/день в 2007 году [2].

Инфраструктура сетей доступа и городских

сетей представляет собой наиболее быст-

ро растущий и вместе с тем наиболее

сложный сегмент из-за разнообразия про-

токолов и используемых архитектур.

Спектральное мультиплексирование кана-

лов (WDM) показало себя наиболее мощ-

ной технологией (используемой для этого

сегмента сетей), предлагающей конкурен-

тоспособные решения для широкополос-

ных приложений. Сети на основе WDM не

зависят от скорости передачи и протоко-

лов. Это значит, что они могут одновре-

менно передавать различные типы трафи-

ка с различными скоростями – наиболее

важное требование к городским сетям.

Технология WDM позволяет использовать

также все преимущества систем

SONET/SDH следующего поколения.

Обе технологии: CWDM и DWDM – имеют

свою нишу в текущей и нарождающейся

архитектуре городских сетей*. Когда эти

технологии используются в комбинации с

соответствующим оптическим волокном, то

снижение стоимости системы в целом, ока-

зывается значительным. Соответствующее

специфике городских сетей оптическое во-

локно, такое, как волокно с нулевым водя-

ным пиком (ZWPF) и волокно с ненулевой

смещенной дисперсией (NZDSF), могут

значительно усилить преимущества WDM.

Первоначально для рынка городских сетей

приоритет отдавался технологии DWDM,

так как она уже использовалась в дальней

связи. Поскольку в дальней связи требует-

ся применение эрбиевых усилителей

(EDFA) для компенсации потерь, то цель

была в том, чтобы вместить как можно

больше каналов в рабочую часть спектра

EDFA. Это приводит к необходимости при-

менять достаточно узкие фильтры муль-

типлексирования/демультиплексирования

для обеспечения шага сетки каналов

200 ГГц или меньше и точно настраивае-

мые лазеры. Чтобы исключить выход дли-

ны волны излучения за границы рабочих

диапазонов, требуется термостабилизация

полупроводниковых лазеров. Дополни-

тельные расходы, связанные с необходи-

мостью использования термостабилизиро-

ванных лазеров, недопустимы для корот-

ких городских сетей.

В городских сетях оптические усилители

вообще не нужны при использовании ко-

ротких пролетов, следовательно, сетка ка-

налов WDM не ограничена одним спект-

ральным диапазоном. Свобода в исполь-

зовании оптического спектра позволяет

применять разреженную сетку каналов, ко-

торая соответствует системам CWDM (с

шагом каналов 20 нм) и основана на реко-

мендации ITU-T G.694.2. Широкорасполо-

женные каналы позволяют исключить до-

полнительные затраты, связанные с необ-

ходимостью термостабилизации рабочих

длин волн. При этом использование

CWDM совместно с ZWPF обеспечивает

передачу 16 каналов на расстояние до

75 км без усилителя [3].

Использование менее дорогих компонентов

в системах CWDM позволяет экономить от

30 до 65% по сравнению со стоимостью

DWDM-систем [4].

Новый стандарт SMFРассмотрим влияние типа оптического во-

локна на характеристики сети связи. Сей-

час не так уж дорого использовать опти-

ческий кабель со специальными волокна-

ми, которые могут быть применены для бу-

дущих приложений. Проектная стоимость,

а также цена, заплаченная за «право про-

хода» и собственно прокладку кабеля,

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫСОКОЙ ПРОПУСКНОЙСПОСОБНОСТИ ГОРОДСКИХ СЕТЕЙПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭКОНОМИЧНОЙИНФРАСТРУКТУРЫ

* Tехнологиям CWDM и DWDM посвящентематический выпуск журнала Lightwave RussianEdition, 2004, № 2. – Прим. ред.


весьма значительны в городских условиях

и в густонаселенных районах, что увеличи-

вает общую стоимость строительства сети.

Большинство аналитиков указывают, что

стоимость оптического волокна в кабеле

составляет небольшую долю (порядка

2–5%) от общей стоимости системы связи.

Поэтому имеет смысл продуманно и гибко

подходить к выбору типа волокна для ис-

пользования в сетях доступа.

Некоторые ключевые требования к волокну

для городских сетей, должны включать:

•• поддержку стандартных систем

SONET/SDH на длине волны 1310 нм, а так-

же транспорт Ethernet и их совместную ра-

боту в диапазоне скоростей от 10 Мбит/с до

10 Гбит/с;

•• поддержку систем DWDM на длине волны

1550 нм;

•• поддержку 16-канальных систем CWDM

(обычное одномодовое волокно (SMF) поз-

воляет, как правило, передавать 8 каналов

в полосах S, C и L);

•• возможность приспособиться ко множест-

ву решений сетевого доступа, таким, как

FTTH-PON (пассивные оптические сети) с

расширенной полосой [5].

Волокно типа ZWPF стало практически но-

вым стандартным волокном, потому что

оно удовлетворяет всем вышеперечислен-

ным требованиям при конкурентоспособной

цене по сравнению с SMF. С технической

точки зрения наиболее трудно удовлетво-

рить требованию поддержки 16-канальной

системы CWDM, разработанной для полно-

го использования допустимого оптического

спектра. Более высокие потери на затуха-

ние коротковолновых каналов – одна из

причин того, почему системы CWDM, как

правило, максимально используют в диапа-

зоне длин волн 1310–1610 нм. Системы

CWDM, использующие полный спектр, труд-

но применять для работы на обычном стан-

дартном волокне SMF. Из-за гидроксильно-

го пика фактически исключается область

1400 нм из использования для большинства

сетевых приложений (см. рис. 1).

Волокно G.652.C/D имеет ту же дисперсию,

что и обычное одномодовое волокно G.652.

Каналы систем CWDM, указанные в специ-

фикации ITU-T G.694.2, перекрываются; те,

которые окрашены красным цветом, указы-

вают на каналы, доступные благодаря ис-

пользованию волокна G.652.C/D.

Важно то, что ионы ОН- со временем про-

никают в обычное волокно SMF. Это не

позволяет использовать обычное волокно

SMF, даже если начальное затухание в

области водяного пика мало, в качестве

волокна для систем CWDM полного спект-

рального диапазона. Волокно ZWPF, так-

же называемое волокном ITU-T

G.652.C/D, удовлетворяет требованиям

стандартов IEC (МЭК – Международной

электротехнической комиссии) на величи-

ну потерь в области водяного пика даже

после применения водородного старения.

Поэтому можно быть уверенным в том,

что высокие потери в области этого пика

не возникнут в течение срока эксплуата-

ции волокна.

Если нужно использовать больше 16 кана-

лов, то одним из подходящих решений явля-

ется замена одного-двух каналов CWDM на

нужное количество каналов DWDM. Этот

тип гибридного решения в настоящее время

коммерчески опробован и доступен. Важно

заметить, что совместное использование

оборудования CWDM и волокна G.652.C/D

обеспечивает такие же функциональные

возможности что и оборудование DWDM с

обычным SMF-волокном, при этом стои-

мость снижается примерно на 33%.

Использование DWDM в магистральнойгородской сетиВ то время как волокно ZWPF, совместно

с системами CWDM полного спектрально-

го диапазона, дает наиболее дешевое ре-

шение для коротких участков доступа к го-

родской сети и краевых сетевых приложе-

ний, другие типы волокон могут привести

к дополнительному сокращению затрат в

условиях более интенсивного магистраль-

ного трафика городской сети. Большин-

ство городских сетей сегодня работают на

скоростях до 2,5 Гбит/с (OC-48), однако се-

тевые операторы чувствуют необходи-

мость перехода на скорость 10 Гбит/с (OC-

192). Многие операторы ожидают, что

инфраструктура DWDM удовлетворит пот-

ребностям роста пропускной способности

на более длинных дистанциях.

Как правило, на первом этапе эксплуата-

ции системы реально используются лишь

несколько каналов DWDM, поэтому стои-

мость системы определяется не только

терминальными устройствами, но и моду-

лями компенсации дисперсии (DCM) и

усилителями, требуемыми для передачи

на более длинные дистанции по магистра-

лям городской сети. Хотя волокно ZWPF и

обладает лучшими (по сравнению с обыч-

ным волокном SMF) характеристиками,

благодаря меньшему затуханию и более

точной геометрии волокна, его относи-

тельно высокая дисперсия (~17 пс/нм/км

на 1550 нм) ограничивает длину пролета,

перекрываемого без регенерации при не-

большом числе используемых каналов,


Рис. 1. Волокно с нулевым водяным пиком (G.652.C/D) представляетвозможность передавать сигналы в полосе Е



или же требует компенсации дисперсии,

для того чтобы обеспечить большее число

каналов. Как использование регенерации,

так и компенсации дисперсии значительно

увеличивает стоимость. Кроме того, ис-

пользование компенсации дисперсии уве-

личивает потери, что требует увеличения

коэффициента усиления усилителей и ве-

дет к росту величины поляризационной

модовой дисперсии.

Относительно дешевое магистральное во-

локно городских сетей – это то же волок-

но, что используется в линиях дальней

связи, – волокно с ненулевой смещенной

дисперсией NZDSF, т.е. то волокно, кото-

рое имеет малую дисперсию и малый нак-

лон дисперсионной характеристики. Уро-

вень дисперсии волокна NZDSF в 3–4 раза

меньше, чем у обычного волокна SMF, что

позволяет в 3–4 раза увеличить длину не-

компенсируемого участка на скоростях

2,5–10 Гбит/с. Этот вывод подтвержден та-

кими поставщиками коммерческих систем,

как Cisco, Lucent Technologies и ADVA

Optical Networking.

Умеренная величина дисперсии волокна

NZDSF обеспечивает не только большую

длину пролета с существующим оборудо-

ванием, но также и экономию средств при

реализации городских сетей и магистраль-

ных участков в регионах (см. рис. 2). Так,

Фар Фархан (Farr Farhan), руководитель

отдела развития сети Movaz Network, ука-

зывает в своем отчете, что магистральная

городская сеть DWDM, построенная на во-

локне NZDSF, может снизить стоимость

системы на 20% на начальном этапе, по

сравнению с сетью на обычном SMF-во-

локне. Отсутствие компенсации дисперсии

позволяет упростить конструкцию и сни-

зить цену оптических усилителей, что так-

же снижает общую потребляемую мощ-

ность и требуемое для размещения обору-

дования пространство.

Сравнивая варианты снижения цены, важно

помнить, что основным предварительным ус-

ловием использования нового волокна явля-

ется его совместимость с уже существующей

сетью. В городских сетях операторы связи

всегда хотят иметь возможность использо-

вать окно 1310 нм. Волокно NZDSF демон-

стрирует возможность передачи потока 10

Гбит/с на длине волны 1310 нм на расстоя-

ние до 70 км при уровне ошибок BER = 10–11

без использования FEC – кода упреждаю-

щей коррекции ошибок [6].

Гибридные кабели, смешанныеволокнаCWDM не является больше технологией,

замкнутой в какой-то нише. Она переросла

в технологию, дающую решения для удов-

летворения текущих и будущих потребнос-

тей в сетях доступа и городских сетях.

CWDM приносит наибольшую выгоду тогда,

когда применяется с волокном G.652.C/D

(ZWPF), позволяющим использовать пол-

ный оптический спектр, увеличивая тем са-

мым число каналов с 8 до 16.

Технология DWDM также будет играть

возрастающую роль на магистральных ли-

ниях городских сетей и в поддержке реги-

ональных приложений. Вместе с использо-

ванием волокна NZDSF (с малой диспер-

сией и малым наклоном) технология

DWDM становится более экономичной и

гибкой, особенно когда скорость передачи

увеличивается до 10 Гбит/с и выше.

Для увеличения гибкости решений волок-

на ZWPF и NZDSF могут быть встроены в

один кабель, считают сторонники [7]. Это

дает лучшие в классе городских сетей ре-

зультаты и упрощает правила проектиро-

вания для высокоскоростного трафика.

Кроме того, кабель со смешанными во-

локнами показал себя действенным сред-

ством при проектировании сетей. В лю-

бом случае выгоды от использования но-

вых типов волокон и оптических кабелей

на их основе для городских сетей стали

очевидными.

Литература1. Telecommunications Industry Association.

TIA White Paper: Fiber Optic Network Capacity

and Utilization. Part II. September 2002.

2. Legard D. Internet traffic to double each

year, IDC predicts main driver will be broad�

band. March 6, 2003.

3. Das S.K. et al. 40 Gb/s (16�2.5 Gb/s) Full

Spectrum Coarse WDM Transmission over

75 km Low Water Peak Fiber for Low�Cost

Metro and Cable TV Applications. NFOEC

2002 technical proceedings.

4. Kincade K. CWDM breathes life into metro,

access, and enterprise applications // Laser

Focus World, March 2003.

5. Eichenbaum B.R. et al. Economics of coarse

WDM compared with dense WDM for wave�

length�addressable PON access architectures.

NFOEC 2002 technical proceedings.

6. Thile H. et al. Metro express transparency

in excess of 250 km using dispersion

optimized fiber. NFOEC 2002 technical

proceedings.

7. Das S.K. et al. Building metro fiber networks

that last // Lightwave, September 2001.

Перевод с английского,

Lightwave, September, 2003

Рис. 2. Умеренная дисперсия NZDSF допускает использование более длинныхнекомпенсированных пролетов и снижает стоимость по сравнению с SMF


1. Оптические параметры сетей PONНесомненным достоинством пассивных оп-

тических сетей (PON) является легкость их

наращивания. Поэтому при проектировании

первоначальной конфигурации сети следует

учитывать возможность ее роста. Задача-

максимум, которую можно поставить перед

проектировщиком сети, – оптимизация рас-

ходов на строительство и развитие сети за

время выхода сети на максимально возмож-

ную (или проектную) мощность – лежит на

стыке целого ряда дисциплин. И в этой свя-

зи решение многих вопросов проектирова-

ния сети – выбор приемопередающей части

оборудования, числа каскадов, портов, ко-

эффициентов деления разветвителей и

стратегии их расстановки, выбор трасс для

прокладки кабеля – зависит от множества

факторов:

•• системные требования к сети PON (поте-

ри по оптическим путям, число портов, ско-

рость передачи и т.д.)

•• география и топология (местоположение

абонентов, наличие проложенного волокна)

•• надежность и качество (резервирование,

запас по мощности)

•• экономичность (бизнес-модель, сроки оку-

паемости, удельные затраты).

Некоторые проблемы, например минимиза-

ция стоимости кабельной системы при

прокладке оптического кабеля (ОК) вдоль

прямоугольной сетки улиц, имеют точное

математическое решение. В то же время

результат прогнозирования наращивания

сети во многом зависит от принятой модели

развития и носит вероятностный характер.

В данной статье рассматривается более узкая

задача. При условии, что оператору известен

бюджет системы PON, определены положе-

ния абонентов и трассы ОК, остается откры-

тым вопрос оптимального выбора разветвите�

лей. Решение этого вопроса позволит:

•• удовлетворить системным требованиям

сети PON

•• минимизировать затухание сигнала в оп-

тических каналах сети и увеличить запас по

мощности для максимально возможного

роста сети

•• избежать частой замены разветвителей и

уменьшить расходы на развитие

•• ограничить время и число отключаемых

абонентов при реконфигурации сети.

1.1. Основные топологии сетей PONНаиболее общей топологией сети PON яв-

ляется «дерево с пассивными оптическими

разветвителями». На практике часто прихо-

дится иметь дело с предельными варианта-

ми топологии: «Звезда» и «Шина».

Топология «Звезда» (Star) практически реа-

лизует концепцию «точка-точка», рис. 1а.

Волокно в такой топологии не экономится,

но при небольшом удалении абонентов (в

городах с плотной

застройкой) этот не-

достаток компенси-

руется тем, что

распределение сиг-

нала через един-

ственный разветви-

тель 1�N в центре

может осуществлять-

ся непосредственно

в головном офисе,

что также удобно для

мониторинга и обслу-

живания сети.

Топология «Шина» (Bus), рис. 1б, использу-

ется в условиях, когда абоненты расположе-

ны вдоль транспортной магистрали, либо в

условиях экономии волокна, когда кабель

«петляет» по району, подходя к каждому

абоненту. Абоненты подключаются к цент-

ральному волокну (собственно шина) через

Y-ответвители.

Топология «Дерево» (Tree) позволяет охва-

тить самый общий случай распределения

групп абонентов, разнесенных на обслужи-

ваемой территории, рис. 1в.

У каждой топологии есть свои достоинства

и недостатки с точки зрения экономии во-

локна, удобства тестирования, эксплуата-

ции и обслуживания сети, возможности раз-

вития сети, таблица 1.

1.2. Требования к системам передачипо сетям PONДля определенности далее мы рассмат-

риваем требования к сетям APON, реко-

мендация ITU-T G.983.1 [1]. Зная уровни

оптической мощности на передатчиках и


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

ПАССИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИ PONЧАСТЬ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Оптимальна ли спланированная сеть PON? Будет ли она оптимальна завтра – ведь сетиPON так легко наращивать?! Что означает оптимальность и как ее достичь? Ответы наэти вопросы вы найдете в третьей части статьи.

Рис. 1. Основные варианты топологии сети PON:a) «Звезда», б) «Шина» и в) «Дерево»

а) б) в)



приемниках или, иными словами, имея

заданный оптический бюджет системы

передачи, можно приступать к проработке

оптической распределительной сети. Поэ-

тому проект начинается с выбора произ-

водителя приемопередающего оборудова-

ния, а расчет параметров отдельных оп-

тических компонентов сети определит в

конечном итоге уровни сигналов на при-

емниках. Основные требования, которые

проектировщик сети обязан выполнить,

приведены в таблице 2.

На рис. 2 показана зависимость уровня мощ-

ности оптического сигнала по длине одного

из каналов OLT-ONTi для сети с топологией

«Звезда». Основной вклад в потери мощнос-

ти вносит затухание в волокне. Удельное за-

тухание (0,4 дБ/км на длине волны 1310 нм)

задает наклон графика мощности. Таким об-

разом, максимально возможное затухание

сигнала обратного потока в волокне состав-

ляет 8 дБ = 0,4 дБ/км � 20 км. Предельное

удаление абонентских узлов на 20 км в сети

PON с 32 абонентами (см. таблицу 1) являет-

ся компромиссом между стремлением увели-

чить радиус охвата сети и приемлемым вре-

менем инициализации сети.

Другим столь же значимым источником ос-

лабления сигнала являются потери, вноси-

мые разветвителем. В случае симметрично-

го разветвителя 1�N сигнал на выходном

порту слабее сигнала на входе с учетом из-

быточных потерь на 3,3log2N дБ. Для раз-

ветвителя с максимально возможным чис-

лом выходных портов (N=32 для APON) вно-

симые потери составят около 17 дБ.

Для небольших сетей может потребоваться

принудительное ослабление сигнала аттеню-

атором. Дело в том, что у приемного детек-

тора кроме минимальной чувствительности

pin,min (–33 дБм1) существует и верхняя гра-

ница рабочего режима pin,mах (–11 дБм),

которая называется порог перегрузки

(minimum overload). При более мощном сиг-

нале детектор уже не может принимать сиг-

нал с требуемым для рабочего режима

уровнем ошибок BER = 10–10, так как выхо-

дит в режим насыщения. Учитывая вариа-

ции уровня средней мощности, излучаемой

лазером, pout,min (–2дБм) – pout,max (+4дБм),

приходим к выводам:

•• Максимальное допустимое ослабление

сигнала не превышает

OBmах = (–2 дБм) – (–33 дБм) = 31 дБ.

Топология Звезда Шина Дерево

Экономия волокна Низкая Высокая Высокая

Тестирование иобслуживание

Диагностика изцентра. Простая иточная локализациясобытий

Сложноедиагностированиесобытий

Сложноедиагностированиесобытий

Географиярасположенияабонентов

Большой разброс/произвольноерасположение

Вдоль транспортныхмагистралей

Кластеры/произвольноерасположение

Возможности развитияМаксимальноеиспользованиесвободных портов

Ограничены (вдольмагистрали)

Необходимправильный расчетразветвителей

Уровеньпринимаемого сигнала

Почти одинаковыйРазный приоднотипныхответвителях

Необходим точныйрасчет длявыравнивания

Прочие достоинства/недостатки

Массовоеподключение врайонах с плотнымразмещениемабонентов

Избыточные потериразветвителей прибольшом числекаскадов

Наибольшая гибкостьпри подключении всехжелающих

Таблица 1

Сравнение основных топологий сетей PON

Характеристика Спецификация

Максимальное расстояние OLT-ONT по волокну, км 20

Диапазон ослабления сигнала в сети, дБКласс A: 5–20Класс B: 10–25Класс C: 15–30

Максимальный разброс потерь по оптическим путям, дБ 15

Максимальные штрафные потери, дБ 1

Максимальное число абонентских узлов 32

Возможность двусторонней передачиWDM по 1 волокну или по 2 волокнам(на длине 1,3 мкм)

Скорость передачи, Мбит/c 155/622 в обоих направлениях

Требования к оптическим компонентам (разветвители, коннекторы, де/мультиплексоры WDM,аттенюаторы, сварные стыки)

Согласно рекомендации G.671

Тип и параметры волокна Согласно рекомендации G.652

Таблица 2

Основные параметры оптической распределительной сети G.983.x [1]

Допуски на рабочие параметры оптичес-

ких компонентов, используемых в сетях

PON, указаны в рекомендации G.671

«Характеристики пропускания оптических

компонентов и подсистем» [2]. Производи-

тели оптических компонентов заведомо

выполняют эти требования, так как еще

до появления технологии PON подобные

компоненты производились для потреб-

ностей сетей КТВ, требования к которым

еще более строгие, чем к сетям PON.

1 Характеристики приемопередающего оборудова-ния приводятся для класса C согласно G.983.1 [1].


•• Минимальное допустимое ослабление

сигнала не менее

OBmin = (+4 дБм) – (–11 дБм) =15дБ

Рабочие диапазоны приемников/передатчи-

ков меняются в зависимости от направле-

ния и скорости передачи. Однако согласо-

ванные требования к ним [1] обеспечивают

постоянство оптического бюджета OBmin,

OBmах. Поэтому индекс для обозначения

направления потока опускается.

Легко заметить, что ширина диапазона до-

пустимого ослабления сигнала в сети для

оборудования любого класса составляет

15 дБ (см. таблицу 2).

Она, собственно, опре-

деляется адаптицион-

ными возможностями

детекторов или шири-

ной их рабочих диапа-

зонов. Следовательно,

максимальный разб�

рос потерь по опти-

ческим путям сети DL

не может превысить

15 дБ. Этот критерий

удобен при проекти-

ровании сети, так как

позволяет отвлечься

от абсолютных уров-

ней принимаемой

мощности и свободно

строить сеть. По

окончании расчета

остается лишь выб-

рать подходящий класс приемопередатчи-

ков либо использовать аттенюатор для при-

ведения полученных потерь по оптическим

путям сети в требуемый интервал.

1.3. Оптические потери в сети PONДля каждого канала связи OLT-ONTi

(i=1...N, где N – число абонентских узлов)

можно выписать условия на потери в пря-

мом (d) и обратном (u) потоках:

OB d,min � �d � Li � ILi � AL � CLi �

� OBd,mах Штрафd Запасd,i

OB u, min � �u � Li � ILi � AL � CLi �

� OBu,mах Штрафu Запасu,i ,

где Li – длина i-го канала, �d и �u – удель-

ное затухание в волокне на длине волны

прямого и обратного потоков, ILi – вносимые

потери всеми разветвителями в i-м канале,

CLi – потери на всех коннекторах в i-м кана-

ле, AL – ослабление сигнала на аттенюато-

ре. Штраф учитывает ухудшение приема

сигнала из-за деградации волокна/компо-

нентов, влияния внешних условий, искаже-

ния формы сигнала из-за хроматической и

поляризационной модовой дисперсии.

Штрафной член может зависеть от длины

волны, однако рекомендуется суммарно оце-

нивать все такие потери величиной 1 дБ.

Далее, ОB – оптический бюджет приемопе-

редающей системы, Запасi – запас мощнос-

ти на развитие в i-м канале. Определим за-

пас системы Запассист как запас канала с на-

ибольшими полными потерями. В условиях

полагается, что потери на оптических компо-

нентах не зависят от направления распрост-

ранения сигнала и длины волны.

Постановка задачи. Одновременное вы-

полнение условий для всех каналов являет-

ся требованием для работоспособности сис-

темы в целом. Необходимо найти такие ко-

эффициенты деления разветвителей и, сле-

довательно, ILi, чтобы запас системы был

максимально возможным.

Обозначим для удобства полные потери,

представленные центральными частями не-

равенств, для сигналов прямого и обратного

потоков, соответственно, через FLd,i и FLu,i.

Разброс полных потерь DL определяется

через максимальные и минимальные пол-

ные потери по всем оптическим путям сис-

темы, как: DL = FLmax – FLmin.

Справедливо утверждение – уменьшение

разброса полных потерь по оптическим пу-

тям DL ведет к увеличению запаса системы.

Запас системы будет максимальным, если

разброс полных потерь по оптическим пу�

тям DL будет равен нулю.

Пусть выбраны трассы оптических путей и

система передачи. Что позволяет проекти-

ровщику уменьшить разброс полных потерь

DL в сети PON? Ответ – разветвители! Воз-

можность выбора разветвителей с нужными

коэффициентами деления – это та степень

свободы, которая позволяет проектировщику

реализовать самые разнообразные тополо-

гии и решить проблему наращивания сетей,

обеспечив максимальный запас на развитие.

Разберем пример простейшей сети с тополо-

гией «Шина» (см. рис. 3). При указанном вы-

боре коэффициентов деления разветвителя

уровни мощности на абонентских приемниках

не совпадают pin,1 pin,2 . Такая конфигура-

ция разветвителя задает некоторый разброс

потерь DL. Отложив от уровня минимальных

потерь величину ОBmax – ОBmin =16 дБ и выч-

тя Штраф = 1 дБ, получим максимально до-

пустимое значение разброса потерь 15 дБ.

Можно обратить разброс полных потерь DL

в ноль за счет изменения коэффициентов

деления разветвителя, так что мощность,

отводимая в первый узел, увеличится, а во

второй – уменьшится, и в итоге они уравня-

ются. В этом случае запас на развитие бу-

дет максимальным. При расчете сети мы иг-

норируем превышение мощности, принима-

емой вторым узлом, величины минималь-

ной перегрузки детектора pin,2 > pin,max, так


Рис. 2. Ослабление мощности сигналав оптических компонентах канала OLT�ONTi

Оптический бюджет (optical power budget,

OB) приемопередающего оборудования

определяется как интервал [OBmin, OBmах],

измеряемый в дБ, где

OBmах = pout,min – pin,min

OBmin = pout,mах – pin,mах

Здесь pout,min, pout,max – допустимый разб-

рос мощностей передатчиков, а pin,min,

pin,mах – допустимый уровень принимаемо-

го сигнала на приемниках, при котором

коэффициент ошибок (BER) не превыша-

ет заданный уровень.

Волоконно-оптический канал связи удов-

летворяет заданному бюджету, если поте-

ри мощности сигнала в канале связи,

вследствие различных механизмов (зату-

хание в волокне, потери на коннекторах,

разветвителях и других компонентах) с

учетом допустимых искажений сигналов

попадают в интервал [OBmin, OBmах ].



как при необходимости аттенюатор позво-

лит ослабить сигналы в сети.

Прежде чем приступить к детальному опи-

санию техники расчета разветвителей, опи-

шем его характеристики.

2. Разветвитель и его характеристикиРазветвители используются во многих при-

ложениях: в сетях КТВ, в распределитель-

ных сетях телевещания, в сетях LAN, в сис-

темах мониторинга и в последнее время в

сетях доступа PON. В рекомендации ITU-T

G.671 [2] изложены требования к парамет-

рам оптических разветвителей независимо

от области их применения.

2.1. Схема и характеристикиразветвителяРазветвитель – это пассивный оптический

многополюсник, распределяющий поток оп-

тического излучения в одном направлении

и объединяющий несколько потоков в об-

ратном направлении [3]. В общем случае у

разветвителя может быть M входных и N

выходных портов. В сетях PON наиболее

часто используют разветвители 1�N с од-

ним входным портом для прямого потока.

Разветвители 2�N могут использоваться в

системе с резервированием по центрально-

му волокну. На рис. 4 схематично показан

разветвитель 2�N и основные потоки опти-

ческого излучения.

Остановимся подробнее на определении ос-

новных характеристик разветвителя [2, 4, 5]:

•• Число выходных портов разветвителя N

•• Центральная длина

волны. Параметры

разветвителя чувстви-

тельны к длине волны

проходящего оптичес-

кого излучения. За

центральную длину

волны принимают но-

минальную длину вол-

ны, на которой будет

работать разветви-

тель. Производятся

разветвители с 1, 2

или 3 центральными

длинами волн

•• Рабочая полоса про�

пускания (operating

wavelength range) –

это диапазон длин

волн, в котором гаран-

тируются декларируе-

мые характеристики разветвителя

•• Коэффициент деления Rk (splitting ratio) –

процентное отношение оптической мощнос-

ти в выходном порту k к суммарной мощ-

ности на всех выходных портах: Rk = Pk/Pout,

где Pout = P1 +…+PN. Коэффициент деления

измеряется на центральной длине волны

•• Избыточные потери EL (excess loss) харак-

теризуют потери входной мощности в целом

при передаче на все выходные порты:

EL = 10 lg (Pin/Pout)

•• Вносимые потери ILk (insertion loss) – ло-

гарифмический коэффициент передачи

входной мощности в k-й выходной порт:

ILk = 10 lg (Pin/Pk). Вносимые потери можно

представить как сумму избыточных потерь

и потерь, вызванных собственно делением

мощности: ILk = EL + 10 lg (1/Rk)

•• Возвратные потери ORL (optical return

loss) – отношение входной мощности к

мощности, возвращающейся по тому же

входному порту: ORL = 10 lg (Pin/PR)

•• Коэффициент направленности D (directivity)

– отношение входной мощности к мощнос-

ти, возвращающейся по другому входному

порту: D = 10 lg (Pin/PD)

•• Неравномерность (uniformity) разветвителя

U – разброс вносимых потерь по всем выход-

ным портам разветвителя: U = ILmax – ILmin.

Неравномерность измеряется по темпера-

турному и волновому рабочим диапазонам

разветвителя. В стандарте G.671 неравно-

мерность U определяют только для симмет-

ричных разветвителей.

•• Поляризационно�зависимые потери PDL –

разброс вносимых потерь, обусловленный

изменением состояния поляризации прохо-

дящего оптического излучения.

2.2. Классификация разветвителейЛюбая классификация с соответствующим

набором классообразующих признаков зави-

сит от задачи анализа. Цель приводимой ни-

же классификации – обратить внимание про-

ектировщиков на важнейшие характеристики

разветвителей, используемых в сетях PON.

По рабочей полосе пропускания разветви-

тели делятся на стандартные однооконные

(�раб � 10 нм), широкополосные однооконные

(�раб � 40 нм) и двухоконные (1310 � 40 нм

и 1550 � 40 нм). Для сетей PON следует ис-

пользовать двухоконные разветвители2. В

указанных рабочих окнах вносимые потери

и коэффициенты деления разветвителя

должны быть стабильными (см. рис. 5), так

как это непосредственно влияет на величину

неравномерности и разброс потерь в систе-

ме. Такие двухоконные разветвители стали

применяться задолго до появления сетей

PON. Однако спрос на них значительно воз-

рос с появлением технологии PON.

Рис. 3. Диаграммы мощности сигнала вдоль оптическихпутей в сети PON с двумя абонентскими узлами

Рис. 4. Разветвитель 2xN

Основные характеристики разветвителя:

•• Число выходных портов

•• Центральная длина(ы) волны

• • Рабочая полоса пропускания

• • Коэффициент деления Rk=Pk/Pout

• • Избыточные потери EL = 10 lg (Pin/Pout )

• • Вносимые потери ILk = 10 lg (Pin/Pk)

• • Возвратные потери ORL = 10 lg (Pin/PR)

• • Коэффициент направленности

D = 10 lg (Pin/PD)

• • Неравномерность разветвителя (1�N)

U = ILmax – ILmin

• • Поляризационно-зависимые потери PDL2 Встречаются разветвители с 3-й рабочейдлиной волны 1490 нм, а также с расширеннойполосой 1430–1580 нм [10].


По технологии изготовления разветвители

делятся на сплавные и планарные.

Сплавные биконические разветвители

(fused biconic taper, FBT) изготовляют скру-

чиванием нескольких волокон. Область

скрутки расплавляют и одновременно вытя-

гивают. Вытягивание уменьшает диаметр

общей зоны и способствует проникновению

света из одного волокна в соседние. Изме-

нение степени плавления, вытягивания,

длины общей зоны позволяет получать раз-

ветвители с разными коэффициентами де-

ления и полосами пропускания [3, 7].

Планарные разветвители (planar�lightwave�cir�

cuit, PLC) изготавливаются на оптопроводя-

щей подложке [8, 9]. Оптические волноводы

размещаются на подложке и имеют отлич-

ный от нее коэффициент преломления. Тех-

нология изготовления планарных разветви-

телей позволяет легко реализовать Y-, X- и

более сложные конфигурации разветвителя.

Если сравнивать эти два типа, то сплавные

разветвители характеризуются хорошими

коэффициентами направленности и отраже-

ния (больше 50 дБ), у планарных же величи-

на неравномерности в 2–3 раза ниже, чем у

сплавных разветвителей. Кроме того, техно-

логия PLC позволяет лучше контролировать

процесс производства и добиваться более

стабильных характеристик разветвителей в

ходе самого производства, а не в результа-

те отбраковки, как это имеет место для

сплавных разветвителей.

По числу выходных портов и коэффици-

ентам деления мощности производители

предлагают много номиналов для симмет-

ричных разветвителей 1�N, двух и трехпор-

товых ответвителей, таблица 3. Обычно шаг

коэффициентов деления разветвителей сос-

тавляет 5%. Некоторые производители из-

готавливают заказные разветвители с необ-

ходимыми коэффициентами деления, при

этом шаг коэффициента деления по каждо-

му порту также составляет 5% [10].

Заметим, что затухание сигнала в разветви-

теле носит симметричный характер. То есть

если на разветвителе в некоторый порт от-

водится десятая часть входной мощности

прямого потока, то мощность сигнала об-

ратного потока также должна ослабнуть в

10 раз при прохождении разветвителя [4].

Но так как в сетях PON сигналы прямого и об-

ратного потоков передаются по одному волок-

ну на разных длинах волн (1,31 и 1,55 мкм),

то производители обеспечивают ахроматич-

ность разветвителей, т.е. пример-

ное равенство и слабую зависи-

мость вносимых потерь от длины

волны в рабочих окнах, рис. 5.

Удельная стоимость одного пор-

та разветвителя зависит от чис-

ла портов. При небольшом коли-

честве портов этот показатель

меньше у сплавных разветвите-

лей, а с увеличением числа пор-

тов (N = 8–32) планарные развет-

вители становятся выгоднее [8, 9].

По совокупности параметров многие произ-

водители делят разветвители на два класса

качества: класс 1 и класс 2. Обычно развет-

вители класса 1 обладают лучшими характе-

ристиками в широких окнах �40 нм, в то вре-

мя как класс 2 гарантирует типовые характе-

ристики в более узких окнах �10–20 нм.

В таблице 4 приведены характеристики раз-

ветвителя 50/50 двух классов качества [6] и

допуски для разветвителя 1�N, рекомендо-

ванные G.671 [2], для сравнения.

При выборе разветвителей для сетей PON

по критерию цена/качество необходимо пом-

нить о следующем.

Сама по себе темпера-

турная зависимость па-

раметров разветвите-

лей невелика, но она

может быть косвенно

усилена через волно-

вую зависимость раз-

ветвителя и темпера-

турную нестабильность

передатчика. Так, в де-

шевых передатчиках

ONT нестабильность

рабочей длины волны

лазера может дости-

гать 0,5 нм/�C. Если в

абонентских узлах не

поддерживается постоянная температура, то

сезонный сдвиг рабочей точки на ��=10 нм

приведет к перераспределению мощности

излучения (на длине волны �ном+��) в пле-

чах разветвителя на 0,3 дБ (из расчета

0,03 дБ/нм для сплавных разветвителей [11]).

По той же причине для сети PON с малым

запасом системы рекомендуется использо-

вать планарные разветвители вместо

сплавных. У последних равенство вносимых

потерь достигается только для центральных

длин волн, а не во всем диапазоне, и при

смещении длины волны разброс вносимых

потерь увеличивается. У планарных развет-

вителей эта зависимость слабее. В частнос-

ти, это подтверждается тем, что неравно-

мерность ведет себя как U=1.0 log2N (дБ) для

сплавных разветвителей и U=0.4 log2N (дБ)

для планарных [11].

По оконцеванию и способу монтажа раз-

ветвители можно разделить на сварные нео-

концованные и оконцованные в настоль-

ном/стоечном исполнении, рис. 6. Неоконцо�

ванные разветвители готовы для сварки в


Разветвитель Y-типа (1x2) получают из

разветвителя X-типа (2x2) укорочением во-

локна на одном из входных портов. Конец

этого волокна оплавляют и зачерняют,

чтобы максимально снизить коэффициент

отражения. Остальные конфигурации раз-

ветвителей можно изготовить из этих двух

базовых типов путем каскадного наращи-

вания. Разветвители Y-типа часто исполь-

зуются для отвода части мощности, поэто-

му их также называют ответвителями.

Таблица 3

Коэффициенты деления R и вносимые потери IL развет-вителей 1�N [10] и ответвителей 1�2 и 1�3 [4].

Рис. 5. Зависимость вносимых потерь от длиныволны для портов разветвителя 50/50 [6]



распределительной муфте. С одной сторо-

ны, потери на сварных стыках (0,02–0,05 дБ)

намного меньше, чем потери на паре кон-

некторов (0,4–0,8 дБ).

С другой стороны, замена или ремонт

оконцованных разветвителей, которые

обычно устанавливают в обслуживаемые

помещения, не требует больших усилий.

Оконцованные разветвители могут пос-

тавляться в виде вставных модулей. За-

мена модуля происходит быстрее, чем за-

мена со сваркой всех волокон. Все это

позволяет сильно сократить время на ре-

монт или переконфигурирование системы

и избежать больших перерывов в предос-

тавлении сервисов. Оконцованные развет-

вители позволяют проводить посекцион-

ное тестирование линии.

2.3. Учет других параметровразветвителейНа этапе проектирования сети PON закла-

дываются номинальные значения коэффи-

циентов деления разветвителей. На практи-

ке коэффициенты деления имеют разброс,

что приводит к отклонению реальных по-

терь от расчетных. Неравномерность U поз-

воляет оценить разброс вносимых потерь по

всем портам с учетом изменений внешних

условий на симметричном разветвителе

1�N. Неравномерность одного разветвителя

может в наихуд-

шем случае увели-

чить разброс пол-

ных потерь DL по

оптическим путям

системы на вели-

чину U. Если вдоль

оптических кана-

лов используется 2

и более разветви-

телей, то все их

неоднородности в

неудачном случае

могут сложиться.

Чем больше вели-

чина неравномер-

ности разветвите-

лей, тем больше

фактический разб-

рос потерь DL и

тем меньше запас

системы по мощ-

ности.

Неравномерность

для ответвителей

и несимметричных разветвителей не опре-

деляют. Однако аналогичный по смыслу па-

раметр можно опре-

делить, как отклоне-

ния вносимых потерь

от номинальных по-

терь ILmax – ILном,

ILном – ILmin.

Неравномерность ко-

эффициентов деле-

ния разветвителей

определенного про-

изводителя можно

легко оценить по

вилке вносимых по-

терь. Если ставится

задача уменьшить

влияние этого фак-

тора, то можно поре-

комендовать:

•• использовать развет-

вители класса 1

•• использовать планарные или PLC развет-

вители

•• выбирать топологию с меньшим числом

каскадов (разветвителей)

•• смягчить разброс на этапе строительства,

когда уже известны все характеристики

разветвителей. Пути с большими потерями

следует закрепить за портами с меньшими

вносимыми потерями и наоборот

•• выбирать разветвители от производителя

с богатой номенклатурной линейкой.

Можно ожидать, что при тесном номенкла-

турном ряде лучше производственный конт-

роль. Из более узких диапазонов номиналь-

ных значений статистически следует мень-

шая величина неравномерности.

Требования российских стандартов к опти-

ческим параметрам разветвителей не в пол-

ной мере удовлетворяют требованиям к опти-

ческим разветвителям для сетей PON. С од-

ной стороны, требования на возвратные поте�

ри ORL и коэффициент направленности D

строже, чем в G.671: ORL > 55дБ, D > 55 дБ.

С другой стороны, требования к рабочей по-

лосе ослаблены (�20 нм), против �40 нм

для стандарта G.671. Допуск на избыточные

потери для ответвителей EL < 0.9 дБ огра-

ничивает использование топологии «Шина»

при большом числе абонентских узлов. В

сетях с такой топологией следует обратить

внимание на реальную величину избыточ-

ных потерь EL ответвителей, так как в мно-

гокаскадной цепочке подключений допол-

нительные потери на последних каскадах

пропорциональны числу предшествующих

каскадов (~EL � N).

Существует еще множество других требова-

ний к разветвителям: термо-, влагоустойчи-

вость, механическая прочность, вибростой-

кость и др. Подробный перечень тестов с

описанием их параметров и ссылками на

регулирующие документы можно найти в

статье [10]. Эти требования следует прини-

мать во внимание лишь в особых условиях

эксплуатации.

ПараметрКласс 1

(1�2)Класс 2

(1�2)G.671 (1�N)

Рабочие окна, нм 1270–13501510–1590

1290–13301530–1570

1260–13601480–1580

Вносимые потери IL, макс.(без коннекторов), дБ

3,6 3,9 3,6 log2N +0,6

Избыточные потери EL,типичные, дБ

0,1 0,3 0,3 (1+log2N)

Неравномерность U, дБ 0,8 1,1 1,0 log2N

Поляризационно-зависимыепотери PDL, макс., дБ

0,15 0,20 0,1 (1+log2N)

Оптические возвратныепотери ORL, дБ

50 50 40

Коэффициентнаправленности D, дБ

55 55 50

Температурная зависимостьвносимых потерь, дБ/ �C

0,002 0,002

Температура эксплуатации, �C –40/+85 –40/+85

Таблица 4

Характеристики разветвителей по классам качества

Рис. 6. Типы разветвителей по оконцеванию и способумонтажа: а) неоконцованные сварные и оконцованныев б) настольном и в) стоечном исполнении

а)

б)

в)


3. Проектирование оптимальных сетейРасчет сети PON с известной топологией и

заданными параметрами компонентов дос-

таточно прост. Сложно предвидеть, из-за

случайного характера подключения новых

абонентов, в каком именно месте сеть про-

должит свой рост и какие разветвители

могут потребовать замены. Замена развет-

вителя означает, что все оптические кана-

лы, проходящие через такой разветвитель,

будут временно неработоспособны. Чтобы

не прерывать связь ранее подключенных

абонентов и/или не расходовать усилия на

частую замену разветвителей, можно подк-

лючать новых абонентов без реконфигура-

ции остальных сегментов сети. Конечно

же, это приведет к росту разброса полных

потерь DL и уменьшению запаса системы.

Чем больше запас системы, тем больше и

дольше можно подключать абонентов без

серьезных изменений в сети. Когда же за-

пас будет исчерпан, следует пересчитать

параметры разветвителей с целью мини-

мизации разброса. Именно поэтому в каче-

стве основной задачи выбрано построение

оптимальной сети, т.е. сети, обладающей

наибольшим запасом системы.

3.1. Точки ростаНа каждом разветвителе полезно иметь

свободный порт, который назовем точкой

роста. Перечислим достоинства точек рос-

та, обеспечивающие масштабируемый рост

сетей PON, рис. 7:

•• возможность быстрого подключения но-

вых узлов

•• сокращение числа замен разветвителей

•• возможность роста сети практически от

любого разветвителя (S1, S2, S3, …)

•• наращивание поддеревьев произвольной

сложности (S1 – S3 – …)

•• выравнивание уровней мощности сигна-

лов в поддеревьях.

3.2. Сбалансированная сеть PONМы уже упоминали о необходимости рас-

считывать сеть PON таким образом, чтобы

минимизировать разброс полных потерь DL

(в идеале 0 дБ). Это автоматически обеспе-

чивает максимальный запас системы. Для

небольших сетей могут быть выбраны сим-

метричные разветвители либо же выполнен

примерный расчет параметров разветвите-

лей. Неоптимальность решения в этих слу-

чаях вполне компенсируется большим запа-

сом по мощности. Однако при проектирова-

нии сетей с большим числом узлов, много-

каскадных, протяженных, сильно разветв-

ленных или несимметричных сетей допуски

на разброс потерь или полные потери могут

быть легко пре-

вышены, а прос-

той подбор пара-

метров разветви-

телей может ока-

заться утоми-

тельным.

При росте сети

PON объем пере-

бираемых вари-

антов лишь уве-

личится. Поэтому

целесообразно

найти общий спо-

соб определения

оптимальных ко-

эффициентов деле-

ния разветвителей

для произвольной

топологии. Этот

способ опирается на интуитивно ясный прин-

цип равенства принимаемой мощности все-

ми абонентскими узлами и позволяет стро-

ить так называемую сбалансированную сеть.

Дадим определение сбалансированной сети.

Сбалансированная сеть PON – это сеть, в ко�

торой полные потери по всем оптическим пу�

тям одинаковы: FLi = FLj для всех абонентских

узлов i, j.

Такая сеть обладает тремя важными

свойствами:

1. Разброс потерь по оптическим путям ми-

нимален и равен DL = FLmax – FLmin = 0

(прямое следствие из определения).

2. Из всех возможных наборов коэффици-

ентов деления разветвителей оптический

радиус сети rnet = maxi (FLi) минимален для

сбалансированной сети.

3. Сбалансированная сеть обладает макси-

мальной способностью к расширению при

отсутствии достоверных прогнозов и явля-

ется оптимальной.

Уменьшим в сбалансированной сети произ-

вольный оптический путь FLi, увеличив

коэффициент деления мощности по порту

разветвителя, связанного с абонентом

ONTi. Хотя бы один из коэффициентов

деления остальных портов разветвителя

уменьшится, что эквивалентно увеличению

вносимых потерь и росту оптического

радиуса сети. Данное рассуждение дока-

зывает свойство 2.

Так как Запассист = OBmax – FLmax = OBmax – rnet,

то из свойства 2 следует, что запас будет

максимальным для сбалансированной сети.

Графически идея сбалансированной сети

представлена на рис. 8. Расчет мощности

сигналов идет от абонентских узлов к цент-

ру сети. Соотношение мощностей на выход-

ных портах разветвителей как раз и опреде-

ляет их коэффициенты деления.

3.3. Алгоритм построения сбалансиро*ванной сетиБлок-схема алгоритма приведена на рис. 9.

На начальном этапе все элементы сети

размещаются по уровням, задаются длины

оптических участков. Работа алгоритма на-

чинается с элементов максимального уров-

ня M (каскада).

Для иллюстрации операций, выполняемых

во внутреннем цикле, на рис. 10 представ-

лен фрагмент дерева, ограниченный нес-

колькими узлами на двух последовательных

уровнях. Здесь p и P обозначают мощность,

выраженную в дБм и мВт соответственно.


Рис. 7. Масштабируемый рост сетипри помощи точек роста

Рис. 8. Уровни мощности сигнала в каналах сбалансирован�ной сети (сплошные линии) и несбалансированного поддере�ва (пунктир)



3.4. Дисбаланс растущей сети На практике можно построить сеть близкую к

сбалансированной, но не идеальную. Этому

препятствуют несколько обстоятельств. Во-

первых, дискретный шаг номинальных значе-

ний коэффициентов деления. Во-вторых, ре-

альные вносимые потери по портам в зака-

занных разветвителях могут отличаться от

номинальных на величину неравномерности.

К сбалансированности сети следует стре-

миться, но не любой ценой. На рис. 8

изображено добавление к сети поддерева.

Так как в поддереве используется новый

разветвитель, то его следует выбрать так,

чтобы обеспечить сбалансированность

поддерева и не увеличивать попусту разб-

рос всей сети. В то же время добавление к

точке роста даже сбалансированного под-

дерева увеличит разброс (но уже не так

сильно), так как уровень мощности в точке

роста (GP) может

быть не согласован

с требуемой мощ-

ностью прививае-

мого поддерева

pGP + rsub rnet.

Для согласования

потребуется рассчи-

тать новую сбалан-

сированную сеть.

Изменения коснутся

коэффициентов де-

ления всех вышеле-

жащих разветвите-

лей на пути к цент-

ру. Однако их заме-

на на новые развет-

вители может быть

экономически неце-

лесообразна и при

достаточном запасе

системы можно ра-

ботать с ненулевым

разбросом.

4. ЗаключениеСтатья дает рецеп-

ты решения пробле-

мы распределения

мощности в сетях

PON. Рекомендует-

ся строить сбалан-

сированные сети с

минимальным разб-

росом потерь и мак-

симальным запасом

системы. Для замедления накопления разб-

роса потерь следует подсоединять сбалан-

сированные подсети. Для сохранения воз-

можности быстрого и гибкого наращивания

сети на произвольном этапе предложено ис-

пользовать концепцию точек роста. Основ-

ную сложность в растущих сетях PON сос-

тавляет достижение максимальной емкости

при развитии сети с малого размера и с час-

тыми подключениями абонентов. Для реше-

ния этой проблемы предложено использо-

вать оконцованные разветвители и при не-

обходимости выравнивания мощности сиг-

нала в подсетях осуществлять перекоммута-

цию подсетей на портах разветвителя.

Материал данной статьи может создать впе-

чатление, что проектирование сетей PON

трудоемкая задача. Так стоит ли строить та-

кие сети и не следует ли отдать предпочте-

ние традиционным сетям? Ответ – безус-

ловно стоит! Сети PON обладают многими

неоспоримыми достоинствами: имеют боль-

шую полосу пропускания, учитывают совре-

менные требования мультисервиса, обеспе-

чивают высокую надежность, позволяют

гибко распределять полосу и плавно нара-

щивать число абонентов. Все это делает их

привлекательными для операторов связи.

Что касается расчета параметров сети, то

он может быть легко автоматизирован.

Литература1. Рек. ITU�T G.983.1. Broadband optical

access systems based on Passive Optical

Networks (PON).

2. Рек. ITU�T G.671. Transmission characteris�

tics of optical components and subsystems.

3. Рождественский Ю.В. Волоконно�оптические

разветвители // Фотон Экспресс, 2002, № 4.

4. Goff D.R. Fiber Optic Video Transmission.

Focal Press, 2003.

5. Фриман Р. Волоконно�оптические систе�

мы связи. М.: Техносфера, 2003.

6. JDS Fused Coupler, Two Window. Product

Bulletin. 01/04, JDS Uniphase

7. Скляров О.К. Современные волоконно�

оптические системы передачи, аппаратура

и элементы. М.: СОЛОН�Р, 2001.

8. Kaminow I.P. Optical Fiber

Telecommunications IVB. Academic

Press, 2002.

9. Arad E. и et al. What’s the Latest in

WaveGuide Technology? www.cablingbusi�

ness.com/pdfs/storyJuly04.pdf

10. Fused Fiber Technology. Couplers,

Splitters, Wavelength Division Multiplexors.

ADC 1/02. 1400.

11. Lee Pete. Planar splitters are the optimal

choice for passive optical networks //

LightWave, 2003, № 11.

Рис. 9. Алгоритм построения сбалансированной сети PON

Рис. 10. Фрагмент дерева PON


Кабели

В.В. НОВИЧКОВ, Н.К. САБИНИН,компания Оптиктелеком, [email protected]

ВведениеЦелесообразность использования инфраст-

руктуры электроэнергетики, и в первую

очередь воздушных линий электропередачи

(ВЛ), для строительства волоконно-опти-

ческих линий связи (ВОЛС) уже не вызыва-

ет сомнений. Энергетики давно и настойчи-

во предлагают использовать опоры ВЛ для

строительства магистральных, зоновых и

местных сетей связи, привлекая операто-

ров связи низкими затратами на строитель-

ство и ввод в эксплуатацию ВОЛС. За пос-

ледние 10 лет по опорам ВЛ в России про-

ложены тысячи километров ВОЛС зоновой

и магистральной связи. Доста-

точно упомянуть крупнейший

проект, реализованный АО

«Ростелеком», – Транс-Сиби-

рскую ВОЛС (около 4000 км),

построенную по опорам ВЛ

напряжением 220 кВ с исполь-

зованием оптического кабеля,

встроенного в грозозащитный

трос (ОКГТ).

Опыт эксплуатации, как в на-

шей стране, так и за рубежом,

показывает высокую надеж-

ность и быстрое время восста-

новления ВОЛС-ВЛ.

Чаще всего для строитель-

ства ВОЛС-ВЛ применяют

технологии с использованием

оптических грозотросов

(ОКГТ) или диэлектрических

самонесущих кабелей

(ОКСН). Реже используют на-

вивку тонкого оптического кабе-

ля на несущий провод или трос

(ОКН). Применение технологии оптическо-

го кабеля в фазном проводе (ОКФП) или

металлического самонесущего кабеля

(ОКСМ) в мире ограничено, а в России не

сертифицировано. Ниже мы рассмотрим

только технологию ОКГТ, отличающуюся

своей высокой надежностью и вследствие

этого являющуюся приоритетной для стро-

ительства магистральных ВОЛС-ВЛ.

Что такое ОКГТ?Оптический грозотрос выполняет две функ-

ции – кабеля, содержащего оптические во-

локна для передачи информации, и грозоза-

щитного троса. Как грозозащитный трос

ОКГТ должен защищать фазные провода от

ударов молнии, которые могут вывести из

строя системы передачи электроэнергии.

Также ОКГТ должен обеспечивать заземле-

ние для утечки тока в случае короткого за-

мыкания. Как оптический кабель ОКГТ дол-

жен защищать находящиеся в нем оптичес-

кие волокна от механических воздействий и

не ухудшать их характеристики передачи,

такие, как затухание, ПМД и прочие.

Кроме того, для подвески на существующих

тросостойках он должен быть легким и тон-

ким и по своим массогабаритным парамет-

рам соответствовать существующим ГТ.

Эти на первый взгляд вполне безобидные

требования на самом деле являются очень

жесткими и подчас даже взаимоисключаю-

щими, что делает проектирование и изго-

ВЫБИРАЕМ ОПТИЧЕСКИЙГРОЗОТРОС

Рис. 1. Конструкции оптических грозотросов

Рассмотрены характеристики ОКГТ и факторы, их ограничивающие. Дано описаниенаиболее распространенных конструкций и рекомендации по их применению. Пред-ложена таблица первичных данных, необходимых производителю для подготовкитехнического предложения.


Кабели


товление кабелей ОКГТ одной из самых

сложных задач в кабельном производстве.

Первые ОКГТ появились в начале 1980-х. С

тех пор они прошли очень длинный путь

развития, и на сегодняшний день выпуска-

ется уже 3 поколения ОКГТ, принципиально

различающихся по конструкции и техноло-

гии производства (рис.1). Кроме конструк-

ции, ОКГТ также различают по способу ук-

ладки оптических волокон – с плотной упа-

ковкой и со свободной укладкой. Необходи-

мо отметить, что кабели с плотной упаков-

кой в плотном буферном покрытии перво-

начально производились в Японии или по

японской лицензии на производство и на

сегодняшний день распространены слабо.

К первому поколению можно отнести ОКГТ

наиболее распространенного дизайна, в

котором модули, выполненные из пласт-

массовых композиций, уложены в цент-

ральную алюминиевую трубку. Сюда также

традиционно относят кабели с централь-

ным пластиковым элементом – такие кабе-

ли выпускались рядом европейских произ-

водителей. Данная конструкция была раз-

работана первой и опирается на давно из-

вестную технологию сварки алюминиевой

трубки с дальнейшим волочением до необ-

ходимого размера с одновременной пода-

чей внутрь оптического сердечника. Недос-

татки данной технологии, связанные в пер-

вую очередь с невысокой прочностью на

раздавливание алюминиевой трубки, при-

вели к разработке ОКГТ второго поколе-

ния – конструкции с профилированным

сердечником, в пазы которого уложены

модули с оптическими волокнами [1]. Про-

изводство данного типа кабеля относи-

тельно несложное – прокатанная заготов-

ка из алюминиевого сплава закручивается

с одновременной укладкой внутрь модулей

из специальных пластмассовых компози-

ций. Поверх укладывается стандартная

для всех ОКГТ броня из алюминиевых или

алюмостальных проволок. В некоторых ва-

риациях поверх сердечника накладывает-

ся дополнительная алюминиевая трубка.

Третье поколение ОКГТ – это результат ис-

пользования последних разработок для ме-

дицины в кабельной промышленности. Тех-

нология производства игл шприцов для

подкожных инъекций позволила выпускать

тонкие сварные трубки из нержавеющей

стали, а ее модификация – изготавливать

трубки с одновременной укладкой внутрь

оптических волокон и гидрофобного геля.

Это изобретение необратимо изменило си-

туацию на рынке ОКГТ, позволив выпус-

кать кабели с огромным числом волокон и

практически тех же размеров, что и стан-

дартные, используемые в энергетике гро-

зотросы. Стальная трубка с волокном может

быть использована как в повиве с проволо-

ками, так и в качестве центрального эле-

мента. Иногда при использовании в качест-

ве центрального элемента поверх стальной

трубки накладывают алюминиевую [2].

Таким образом, существует не менее 6

различных конструкций со свободной ук-

ладкой волокон и известно еще 4 с плот-

ной упаковкой.

Такое многообразие позволяет удовлетво-

рить даже самым сложным требованиям [3].

Оптический кабельПервое, что требуется для выбора

конструкции ОКГТ, – определить количе-

ство и тип оптических волокон. Решение

должно основываться на балансе между

требуемой гибкостью и масштабируе-

мостью будущей сети и допустимым раз-

мером бюджета. Хочется отметить только,

что стоимость оптических волокон на се-

годняшний день достигла своего миниму-

ма, и экономия на волокнах не приводит к

заметному удешевлению проекта.

При использовании разных типов волокон

или при долевом строительстве часто воз-

никает желание разделить волокна по мо-

дулям/пучкам. Это порочная практика, од-

нако она существует и ее нужно принимать

к сведению при проектировании ОКГТ.

Наиболее распространенными сегодня яв-

ляются волокна, удовлетворяющие требова-

ниям международных рекомендаций:

•• Стандартное одномодовое ITU-T G.652d.

•• С ненулевой смещенной дисперсией ITU-T

G.655c.

Для каждого типа оптических волокон не-

обходимо определить максимальное зна-

чение затухания на выбранной длине вол-

ны. Как правило, для волокон G.652d – это

0,36/0,22 на длинах волн 1310/1550 нм со-

ответственно, а для G.655c – 0,22/0,25 на

длинах волн 1550/1625 нм, однако для ма-

гистральных линий могут потребоваться

более жесткие значения, что повлечет за

собой увеличение стоимости изделия.

Необходимо указывать диапазон температур

эксплуатации оптического кабеля, так как

производитель может специфицировать ка-

бель на более узкий диапазон, чем требуется.

Грозозащитный тросТребования к грозозащитному тросу долж-

на формулировать энергосистема, предос-

тавляющая право прохода оператору свя-

зи, или ее проектный институт. С 1 октяб-

ря 2003 года в России приняты новые

«Правила устройства электроустановок»

(ПУЭ), седьмое издание, [4]. Данное изда-

ние существенно повышает требования к

надежности и запасу прочности ВЛ. В дру-

гих странах СНГ по-прежнему действуют

ПУЭ шестого издания. Именно ПУЭ зада-

ют методики расчета и проектирования

ОКГТ. Опираясь на расчеты, выполненные

по этим методикам, инженеры энергосис-

темы или проектного института определя-

ют, какая конструкция из предложенных

производителями будет наиболее пред-

почтительна на данной линии.

ОКГТ должен «быть похож» на существу-

ющие грозозащитные тросы, поскольку

опоры ВЛ и габариты ВЛ (расположение

фазных проводов в пространстве) были

рассчитаны и выполнены заранее, и ис-

пользование каких-либо сторонних изде-

лий, «не похожих» на грозотрос, потребу-

ет дорогостоящих проектных, а подчас и

строительных решений. Для максималь-

ного соответствия ОКГТ существующему

грозотросу необходимо знать размеры и

вес последнего или марку, если грозот-

рос типовой.

Механические характеристики

Для расчета механических характеристик

ОКГТ необходима информация о климати-

ческих условиях его эксплуатации. Здесь

мало указать лишь нормативную стенку

гололеда, максимальный скоростной напор

ветра и соответствующие им температуры,

необходимо предоставить скорректирован-

ные в соответствии с ПУЭ значения. При

этом используются соответствующие ко-

эффициенты. Данные сведения должны

предоставить проектные институты.

Энергосистемы, как правило, обладают

расширенным анализом прочности опор

ВЛ и могут указать максимальные верти-

кальную и горизонтальную составляющие

нагрузки на опору/тросостойку (макси-

мальное тяжение), которые не могут быть

превышены при самых тяжелых условиях

эксплуатации – как правило, это одновре-

менное воздействие максимального голо-

леда и ветра. Именно эти данные и помо-

гут установить максимально допустимую


Кабели

рабочую нагрузку, используемую при про-

ектировании кабеля. При использовании

грозотросов и проводов отечественного

производства значение максимально до-

пустимого тяжения привязывают к номи-

нальной прочности на разрыв (обычно

50%). Изделия ОКГТ выполнено из стали.

К изделиям ОКГТ это не применимо, пос-

кольку технология их изготовления и ис-

пользуемые материаллы на Западе отли-

чаются от отечественных. В соответствии

п. 2.5.187 ПУЭ 7 значения максимально

допустимой нагрузки при растяжении

«должны приниматься по техническим ус-

ловиям на ОК или по данным изготовите-

лей кабелей».

Грозовые перенапряжения

Ограничения по механическим нагрузкам

не единственные, предъявляемые к ОКГТ.

Как уже было упомянуто, ОКГТ должен

защищать фазные провода от ударов

молнии. Это выполняется путем подвески

ОКГТ выше проводов и обеспечения «уг-

ла защиты от грозовых перенапряжений»,

который согласно ПУЭ 7 должен быть в

зависимости от ВЛ в пределах 20–25°.

Это требование обеспечивается соблюде-

нием определенных стрел провеса при

температуре грозовых перенапряжений

(грозе), определенных, естественно, из га-

баритов линии – размеров опор, изолято-

ров и стрел провеса фазных проводов.

Важно отметить, что допустимые стрелы

провеса не должны быть превышены в те-

чение всего срока эксплуатации, т.е. обя-

зателен учет вытяжки. Вытяжка троса –

это явление удлинения троса под нагруз-

кой со временем. Это похоже на ослабле-

ние бельевой веревки со временем при

постоянной сушке белья на ней. Механизм

вытяжки достаточно сложный, и точный

учет ее влияния рассчитывается с исполь-

зованием специального программного

обеспечения, например SAG10 или

PLSCAD [5], используя данные производи-

теля грозотроса. Такие расчеты выполня-

ют специализированные проектные инсти-

туты или производитель кабеля.

Кроме обеспечения необходимых стрел

провеса, важно обеспечить требуемую

стойкость кабеля к ударам молнии. В част-

ности, необходимо учитывать снижение

прочности кабеля вследствие удара мол-

нии в него. Снижение прочности может

быть выражено в процентах от номиналь-

ной прочности на разрыв кабеля (НПР).

Эта тема слишком сложная, конкретных

рекомендаций в нашей стране не вырабо-

тано, и потому она выходит за рамки нас-

тоящей статьи. Можно лишь заметить, что

если накоплена статистика повреждений

существующего на линии грозотроса, то

данному вопросу надо уделить особое вни-

мание на этапе проектирования.

Три ограничения: число волокон, макси-

мальное тяжение и стрела провеса при

грозе, как правило, отсекают ряд кабель-

ных конструкций и сужают выбор для по-

купателя. Поставщики кабеля определяют

наиболее экономически предпочтительный

дизайн кабеля и предлагают его к даль-

нейшему рассмотрению. Важным парамет-

ром может являться максимальная строи-

тельная длина ОКГТ, которую обеспечива-

ет производитель. В некоторых случаях

короткие строительные длины затягивают

сроки производства работ и тем самым

увеличивают стоимость объектов.

Электрические характеристики

Следующим ограничением на оптический

грозотрос считают требования к электри-

ческим параметрам. Как уже было упомя-

нуто, ОКГТ обеспечивает заземление и

пропускает через себя токи линии при

коротком замыкании. Для обеспечения

заземления ОКГТ должен быть способен

выдерживать определенные токи. Меха-

низм разрушения ОКГТ сильными токами –

тепловой, т.е. неметаллические элементы

ОКГТ, и в первую очередь оптические

волокна разрушаются вследствие перегре-

ва. Тепловой нагрев кабеля происходит по

закону Джоуля – Ленца

Q = I 2 R t ,

где Q – выделившаяся тепловая мощность,

R – сопротивление, I – величина тока утеч-

ки, t – его длительность, равная времени

срабатывания аварийного реле отключе-

ния. Поэтому стойкость ОКГТ к току КЗ из-

меряется в [A2 c] – сопротивление кабеля,

опускают, поскольку этот параметр не яв-

ляется характеристикой разряда КЗ. Так,

например, если ток равен 10 кА, а время

срабатывания реле зашиты 0,5 с, то стой-

кость к току КЗ SКЗ = 50 (кА)2 с.

При этом производителю ОКГТ необходи-

мо знать только само значение SКЗ , в

расмотренном примере равное 50 (кА)2 с.

Степень нагрева и, следовательно, воз-

можность повреждения ОКГТ одинаковы

как при токе 10 кА и срабатывании реле

за 0,5 с, так и при токе 5 кА, но срабаты-

вании реле за 2 с. Важно, чтобы стой-

кость кабеля к КЗ характеризовалась вве-

денным параметром, учитывающим как

ток, так и время. В противном случае если

представлен только ток утечки, то может

оказаться, что разные производители

представят существенно разные кабели,

различающиеся в цене в разы, а все бу-

дет следствием того, какие типовые вре-

мена отключения они используют в своих

расчетах. Также важно понимать, что эти

параметры в существенной мере зависят

от страны, так как в большинстве стран

мира уже пришли к жестким стандартам

относительно данной величины.

Возвращаясь к закону Джоуля – Ленца,

хотелось бы отметить, что немаловажное

значение имеет входящая в формулу ве-

личина сопротивления кабеля R. Вспоми-

ная формулу расчета сопротивления R :

можно заметить, что снизить сопротивле-

ние при постоянной длине l кабеля можно

путем повышения площади S сечения

(увеличения диаметра) или уменьшения

удельного сопротивления , которое дос-

тигается увеличением доли алюминиевых

проволок. Поскольку, как это было упомя-

нуто, волокна не выдерживают длительно-

го перегрева, то при расчетах токов КЗ

очень важной характеристикой является

температура окружающей среды, при ко-

торой КЗ происходит. Очевидно, что если

волокна «портятся», например, при темпе-

ратуре 200°С, то необходимая энергия

(ток КЗ) для разогрева кабеля до данной

температуры зимой (–30°С) и летом

(+30°С) будет различной. Так, обычно для

КЗ специфицируют среднеэксплуатацион-

ную температуру, но иногда проектиров-

щики закладывают и более высокие зна-

чения, например наивысшую температуру.

Однако, решив таким образом проблему

токов короткого замыкания, необходимо

вернуться и скорректировать данные по

механическим параметрам ОКГТ. Именно

здесь и может возникнуть ситуация, когда

невозможно подобрать конструкцию кабе-

ля для удовлетворения всех требований –

число волокон, максимальное тяжение,


Кабели


стрела провеса при грозе, ток КЗ. Для

преодоления этой проблемы необходимы

специальные инжиниринговые решения. К

ним относятся в первую очередь работы

по увеличению стойкости к току КЗ, как-

то: замена второго стального грозотроса

на подходе к подстанции на сталеалюми-

ниевый, перепрограммирование уставки

реле защиты (или замена выключателя за-

щиты). Далее следует рассматривать бо-

лее дорогостоящие решения по повыше-

нию прочности опор – замена тросостоек,

опор. Также могут быть приняты решения

по уменьшению числа волокон и т.д.

В конце статьи приведена таблица, кото-

рая, по мнению авторов, практически пол-

ностью определяет технические характе-

ристики ОКГТ для разработки конструкции

производителем.

Арматура имуфтыВыбор арматуры и

муфт, как прави-

ло, является пре-

рогативой постав-

щика кабеля. Ведь

именно стоимость

кабеля является

определяющей

среди материалов

– поэтому постав-

щик кабеля несет

ответственность

за четкую работу ка-

беля, арматуры и

муфт между собой.

Однако в последнее

время многие кабель-

ные заводы сертифи-

цировали ряд про-

изводителей ар-

матуры и муфт

для работы со

своими кабелями,

и таким образом у

заказчика появля-

ется выбор. Нуж-

но определиться с

типом арматуры –

спиральной или

болтовой. Здесь

необходимо отме-

тить, что спираль-

ная арматура,

изобретенная в

середине прошло-

го века, более деликатна в обращении с ка-

белем и теоретически обеспечивает его

больший срок службы. Однако более расп-

ространенная болтовая арматура на сегод-

няшний день имеет привлекательность с

точки зрения удобства монтажа, компакт-

ности и прочности заделки. Необходимо

иметь в виду, что болтовая арматура может

быть изготовлена для американского рынка,

и потому к ней нужно будет покупать от-

дельный дюймовый инструмент. Пример

спирального поддерживающего зажима

приведен на рис. 2, а болтового натяжного

на рис. 3.

При проектировании важно придерживаться

рекомендаций производителя относительно

использования арматуры в различных про-

летах. Эти рекомендации бу-

дут зависеть от углов поворота линии, ти-

пов опор, длин пролетов и т.д. Особое вни-

мание необходимо уделить методикам рас-

чета установки виброгасителей. Правиль-

ная установка гасителей вибрации позволя-

ет существенно продлить срок эксплуата-

ции ОКГТ. Общий вид гасителей вибрации

Стокбриджа приведен на рис. 4.

Разнообразие оптических муфт для кабелей

типа ОКГТ настолько велико, что сегодня их

трудно классифицировать иначе, как по па-

раметрам расположения входа в муфту (ту-

пиковая/проходная) и стойкости к стрельбе

дробью. Кроме того, для кабелей третьего

поколения важно, чтобы в муфте была пре-

дусмотрена продуманная организация раз-

водки пучков волокон по кассетам.

Рис. 2. Спиральныйподдерживающий зажим

Рис. 3. Болтовой натяжнойзажим

Рис. 4. ВиброгасительСтокбриджа

СрокиПринимая во внимание отсутствие российс-

ких производителей ОКГТ, необходимо бо-

лее тщательное планирование процесса за-

купки кабеля, арматуры и муфт. Кабель

ОКГТ делается строительными длинами под

заказ и потому не может быть быстро отгру-

жен со склада. А принимая во внимание от-

сутствие складских запасов на фабриках-

производителях (что диктуется стремлением

снизить складские издержки), редко когда

производитель гарантирует отгрузку ранее

чем через 2 месяца после оплаты. Кроме то-

го, необходимо учитывать время доставки и

таможенной очистки груза. Правильно рас-

считывать время на доставку необходимо

прежде всего в связи с согласованиями для

отключения линии при производстве работ.

Испытания и сертификацияНа сегодняшний день существует 2 широко

распространенных стандарта на оптический

грозотрос. Это прежде всего документ IEEE

1138, третья редакция которого вышла в

2000 году. Он является основным докумен-

том, по которому работают производители

США. Европейские производители вырабо-

тали свой стандарт IEC-60794-4-1.

Российские требования к кабелям обобщи-

ли вышеприведенные стандарты с учетом

российской специфики.

Сертификацией ОКГТ в России занимается

фирма ОРГРЭС совместно с ССКТБ-ТО-

МАСС, которые проверяют функции ОКГТ.

ВыводыКакой грозотрос выбрать? Оптические кабели,

встроенные в грозозащитный трос, выпуска-

ются многими зарубежными компаниями.

Трудно отдать предпочтение тому или иному

дизайну кабеля – у всех есть слабые и силь-

ные стороны. Важно, может ли быть разрабо-

тана конструкция кабеля на основе того или

иного дизайна, отвечающая конкретным усло-

виям данной линии. Для ответа на этот вопрос

можно посоветовать заказчику предоставить

производителю как можно больше информа-

ции как о линии в целом, так и по условиям

строительства, специфики проектирования и

т.д. И тогда, если ответ на этот вопрос окажет-

ся положительным для всех трех поколений

ОКГТ, то думается, что количество претенден-

тов на выполнение такого заказа будет макси-

мальным. Если же выбирается только один из

дизайнов, то перечень производителей сужа-

ется и цены соответственно возрастают. Опре-

делить, когда еще можно не проводить специ-

альных работ по усилению опор, замене реле

и т.д., порой бывает сложно, особенно для

непрофильных телекоммуникационных компа-

ний, не имеющих в своем штате достаточно

квалифицированных специалистов для выпол-

нения этой работы. Думается, что в таком слу-

чае нелишне привлекать грамотные консал-

тинговые компании или полагаться на мнение

опытного проектировщика. Здесь очень умест-

на аналогия с врачом – чем опытнее и грамот-

нее ваш специалист (консультант, проектиров-

щик), тем лучше «здоровье» вашей оптичес-

кой линии, которое, кстати, очень влияет на

коэффициент готовности вашей сети.

Литература1. Обзор конструкции и характеристик «вто�

рого поколения» оптических кабелей, встро�

енных в грозозащитный трос,

http://www.optictelecom.ru/000000

/lib/htm/hvo04.htm

2. Bishop D. Specifing Optical Ground Wire //

Electric Energy Magazine, 2000, September.

3. ВОЛС на воздушных линиях электропере�

дачи. http://www.optictelecom.ru/000000/lib

/htm/hvo�005.htm

4. Правила устройства электроустановок.

Изд. 7�е. М., 2003.

5. PLSCADD overview.

www. Powerline.com


Приложение

Технические параметры

№ Параметр Ед.изм. Значение

1 Общее число оптических волокон в кабеле шт.

а из них в соответствии с типом G. 652 шт.

б из них в соответствии с типом G. 655_

2 Максимально допустимый диаметр мм

3 Максимальное тяжение кг

а Вертикальное кг

б Горизонтальное кг

4 Стойкость к к воздействию тока КЗ кА2с

а при температуре окружающей среды °С

5 Минимально допустимая температура при монтаже °С

6 Толщина стенки гололеда мм

а при температуре гололеда °С

б и скорости ветра, при гололеде м/с

7 Скорость ветра, максимальная м/с

а при температуре ветра °С

8 Минимальная температура °С

9 Среднегодовая температура °С

10 Максимальная температура °С

11Стрела провеса ОКГТ после вытяжки при грозовых перенапряженияхне более

м

а в пролете м

б при температуре грозовых перенапряжений °С

12 Заряд растекания при ударе молнии Кл

а Остаточная прочность ОКГТ после удара молнии % от НПР

Коэффициенты для расчета согласно ПУЭ 7

13Среднеарифметическое значение высоты крепления тросов к опоре,отсчитываемое от отметок земли в местах установки опор

м

14 Тип местности A, B, C

15 Региональный коэффициент от 1 до 1,5

16 Коэффициент надежности по ответственности от 1 до 1,3

Кабели


В настоящее время строительство волокон-

но-оптических линий связи (ВОЛС) в России

ведется многими операторами связи, раз-

личными ведомствами и отдельными предп-

риятиями. Но при этом строительство ВОЛС

осуществляется в отсутствии координации

отдельных планов и программ строитель-

ства, без проведения глубокого анализа

опыта строительства других операторов свя-

зи. В конечном итоге это снижает качество

строительства, надежность и эксплуатацион-

ную готовность вновь построенных ВОЛС.

Анализ опыта строительства волоконно-оп-

тической сети крупнейшего оператора связи

России – ОАО «Ростелеком», а также ана-

лиз опыта строительства других крупных

операторов связи позволяет выявить харак-

терные ошибки строительства ВОЛС в Рос-

сии, учет которых позволит повысить каче-

ство вновь строящихся ВОЛС.

Ошибка первая. Строительство ВОЛС на�

чинается без общей генеральной схемы

развития сети оператора связи, или эта схе�

ма выполнена непрофессионально, без уче�

та перспектив развития сети и тенденций

развития рынка инфо� и телекоммуникаций.

Строительство ВОЛС – очень дорогостоящее

мероприятие. Правильно спроектированная

и построенная ВОЛС должна быть органич-

ной частью сети оператора связи. Срок ее

службы должен быть не менее 25 лет, за

этот период ВОЛС должна иметь ресурсы хо-

тя бы для одной модернизации и реконструк-

ции. Перспективные мощности ВОЛС долж-

ны базироваться на учете правила Мура, сог-

ласно которому каждые 18 месяцев происхо-

дит удвоение передаваемой мощности инфо-

телекоммуникационных потоков.

Разработку генеральной схемы развития се-

ти следует поручать специализированным

предприятиям, которые располагают необ-

ходимыми для этой разработки опытом, ме-

тодологиями и сведениями. Необходимо

помнить, что последующие перестройки и

реконструкции ВОЛС из-за неправильного

выбора ее места и

роли на сети обхо-

дятся очень дорого.

Ошибка вторая.

Проектирование и

строительство

ВОЛС поручается

одному генерально�

му подрядчику, ко�

торым, как правило,

является строитель�

ная компания.

Эта ошибка приво-

дит к тому, что ге-

неральный подряд-

чик диктует свои

только ему выгодные

условия и технологии

строительства ВОЛС.

Проектное предприятие попадает под дик-

тат строительной компании и вынуждено

ограничивать выбор оптимальных проект-

ных решений условиями, навязанными

строительной компанией. В этом случае

авторский надзор проектировщика за вы-

полнением проектных решений является

пустой формальностью. То есть один из

важнейших видов надзора – надзор прое-

ктного предприятия – не выполняет своей

главной роли: следить за выполнением

всех проектных решений и технологий

строительного предприятия.

Ошибка третья. Неправильный выбор гене�

рального подрядчика строительства ВОЛС.

Чаще всего заказчик выбирает генерально-

го подрядчика, исходя только из экономи-

ческих соображений. При этом, как прави-

ло, должным образом не учитывается про-

фессионализм специалистов компании.

Строительство ВОЛС – сложный, высоко-

технологичный процесс. При строительстве

важно, чтобы подрядчик был надежным и

квалифицированным: ошибки и плохое ка-

чество строительства оборачиваются боль-

шими эксплуатационными затратами.

При выборе подрядчика на строительство

ВОЛС необходимо проверить его опыт в

строительстве ВОЛС данного типа, оснаще-

ние бригад современными техническими

средствами, степень использования новых

технологий строительства, подготовку и

степень квалификации персонала компа-

нии. Желательно провести инспекцию сос-

тояния строительной компании силами не-

зависимых специалистов. Главное в выборе

подрядчика – высокий профессионализм,

позволяющий обеспечить гарантированное

качество строительства. Даже большая сто-

имость строительства такой компании с

лихвой окупается меньшими затратами на

последующую эксплуатацию ВОЛС.

Ошибка четвертая. Неоптимальный выбор

технологий строительства ВОЛС.

К настоящему времени ряд передовых рос-

сийских строительных компаний освоил но-

вейшие технологии строительства ВОЛС, в

том числе строительство кабельных линий

механизированным способом, прокладку

оптических кабелей с использованием за-

щитных пластмассовых труб, мультикана-

лов, микротрубок. Различные преграды,

Кабели


ДВЕНАДЦАТЬ ХАРАКТЕРНЫХ ОШИБОКПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВОЛСВ.Н. СПИРИДОНОВ, к.т.н.,начальник инжинирингового центра ОАО «ССКТБ�ТОМАСС», [email protected]

Рис. 1. Строительство ВОЛС


Кабели

встречающиеся на трассе ВОЛС, преодоле-

ваются методом направленного наклонного

бурения. Все эти технологии хороши, если

их применять при положительных результа-

тах технико-экономических обоснований.

Например, технология прокладки оптичес-

кого кабеля в защитных пластмассовых тру-

бах эффективна лишь в том случае, если в

одну траншею прокладывается несколько

труб и среди них есть хотя бы одна, которую

в будущем можно использовать для замены

кабеля. Практически необоснованной явля-

ется прокладка одной защитной трубы, в

которую далее задувается кабель. Стои-

мость такой прокладки дороже прокладки

бронированного кабеля, а использование

этой защитной трубы через 25 лет для за-

мены отслужившего кабеля связано с необ-

ходимостью полного вывода ВОЛС из

действия на период замены кабеля.

Некоторые новые технологии не адаптирова-

ны к российским условиям (например, техно-

логия прокладки мультиканалов), не имеют

утвержденных в России инструкций и пра-

вил. Использование таких технологий долж-

но сопровождаться привлечением специали-

зированных российских предприятий для со-

ответствующей доработки новых технологий

перед началом строительства ВОЛС.

Ошибка пятая. Отсутствие стратегии и

обоснования выбора типа оптического во�

локна для ВОЛС.

Операторы связи либо не уделяют особого

внимания выбору типа оптического волокна

и выбору его производителя, либо чрезмер-

но увлекаются новомодными разработками

оптических волокон.

Для оператора связи важно, чтобы опти-

ческие волокна обеспечивали требуемую

пропускную способность с учетом прогно-

зируемых модернизаций в течение срока

службы оптических кабелей (25 лет). В

этой связи следует взвешенно относиться

к новым и более дорогим типам волокон,

например, к волокнам с ненулевой сме-

щенной дисперсией, к волокнам с низки-

ми значениями поляризационно-модовой

дисперсии (ПМД) и т.д. Эти волокна сле-

дует выбирать только при подтверждении

их необходимости расчетами пропускной

способности ВОЛС и длины ее регенера-

ционных участков.

Основным типом оптических волокон по-

прежнему остается тип волокон, стандарти-

зованных по рекомендации МСЭ-Т G.652, и

их последние модификации. При выборе ти-

па волокна следует учитывать, что по тре-

бованию оператора связи можно ужесто-

чить допуски на разброс параметров воло-

кон, применяемых в конкретных кабелях

для строительства ВОЛС.

Предпочтительным является построение

всей сети оператора на волокнах одной

фирмы-изготовителя. В настоящее время

параметры одного и того же типа волокон

для разных фирм-изготовителей имеют

очень близкие значения, надежность воло-

кон у разных фирм примерно одинаковая.

Поэтому выбор фирмы – поставщика воло-

кон определяется в основном набором сер-

висных услуг фирмы и ценой, которую пред-

лагает поставщик. Оператору связи реко-

мендуется самому выбрать поставщика во-

локон и определить требования к волокнам

и к условиям их поставки, не перепоручая

этот процесс кабельному заводу – изготови-

телю оптических кабелей.

Применение на сети волокон одного типа,

одного изготовителя упрощает последую-

щую эксплуатацию сети и ремонт кабелей.

Кроме того, однородную сеть связи можно в

дальнейшем модернизировать более мощ-

ными системами передачи с меньшими

проблемами, чем сеть, состоящую из воло-

кон разных фирм-изготовителей.

Ошибка шестая. Выбор технических

средств и устройств для строительства

ВОЛС осуществляется только исходя из

тех средств и устройств, которые заявлены

на рынке.

Слабая поддержка (или полное ее отсут-

ствие) многих российских предприятий –

производителей технических средств для

строительства волоконно-оптических сетей

со стороны государства и крупных опера-

торов связи не позволяют этим предприя-

тиям к началу реализации проектов строи-

тельства ВОЛС наладить выпуск высокока-

чественных технических средств. Кроме

того, объемы строительства ВОЛС в Рос-

сии очень скромные по сравнению с объе-

мами строительства ВОЛС в развитых

странах. Поэтому заказы на поставку тех-

нических средств для ВОЛС небольшие.

Это приводит к тому, что нередко отечест-

венные заводы не могут принять участие в

конкурсах на поставку продукции на объек-

ты нового строительства.

Для организации производства высококаче-

ственной продукции требуются значительные

единовременные затраты и время. Поэтому

заинтересованные в новом строительстве

операторы связи должны заранее оценить

состояние отечественного производства не-

обходимых технических средств и заблагов-

ременно начать искать поставщиков для сво-

их объектов строительства. С этой целью

оператору связи необходимо разработать

технические требования на все изделия для

обеспечения строительства. Эти требования

должны соответствовать требованиям на-

дежности строящейся ВОЛС и сети в целом.

Если на отечественном рынке нет техничес-

ких средств с требуемыми параметрами,

надо начинать работу с поставщиком (или с

потенциальным поставщиком) технического

средства, нацеленную на доведение качест-

ва технического средства до требуемого.

Если в России вообще нет производства не-

обходимого технического средства, надо

вести работу с потенциальным производи-

телем этого средства об организации ново-

го производства. Эта работа трудная, она

требует участия квалифицированных специ-

алистов как со стороны заказчика, так и со

стороны завода-изготовителя.


Кабели


Ошибка седьмая. Неправильное проведе�

ние конкурсов на поставку технических

средств для вновь строящейся ВОЛС.

В условиях малых объемов строительства и

коротких сроков для поставок технических

средств требовать от отечественных заво-

дов выступать на конкурсах по полной прог-

рамме международных правил и требова-

ний – значит заставлять эти заводы либо

снимать свои кандидатуры на поставки, ли-

бо идти на заведомые подлоги. Самое расп-

ространенное поведение завода в условиях

неоправданно жесткого конкурса заключа-

ется в том, что завод соглашается удовлет-

ворить всем требованиям заказчика, а пос-

ле победы в конкурсе на стадиях подписа-

ния договора поставки, а чаще всего в про-

цессе выполнения поставок отыгрывает на-

зад заведомо невыполнимые или трудновы-

полнимые требования, прикрываясь различ-

ными причинами. Например, часто завод

прикрывает свое отступление от ранее при-

нятых условий тем, что пытается доказать

несоответствие требований покупателя тре-

бованиям международных стандартов и ре-

комендаций МСЭ-Т, МЭК и т.д. При этом за-

вод оставляет за рамками тот факт, что в

международных стандартах и рекомендаци-

ях диапазон изменения параметров очень

широкий, а для конкретных ВОЛС этот диа-

пазон требований заказчик ограничивает

под параметры сети. После таких корректи-

ровок заказчик получает изделие с худши-

ми параметрами, чем это планировалось на

стадии проведения конкурсов на поставку.

При проведении конкурса поставщиков тех-

нических средств целесообразно оценивать

техническое состояние завода и его готов-

ность к производству технических средств

заданного качества. Как правило, такую

оценку могут дать только квалифицирован-

ные эксперты. Одновременно следует учиты-

вать и оценивать условия успешного выпол-

нения заводом заказов. К числу таких усло-

вий могут быть отнесены продолжительность

периода времени для постановки производ-

ства технического средства с требуемыми

параметрами, размер кредита в виде пред-

варительного авансового платежа, необходи-

мость кооперации с другими, в том числе и с

зарубежными производителями, и т.п.

Ошибка восьмая. Неправильно организо�

ванный технический надзор за проектирова�

нием и строительством.

Очень часто технический надзор за проек-

тированием и строительством проводится

бессистемно или

не проводится вов-

се. Целью техни-

ческого надзора за

строительством

ВОЛС является

проверка соблюде-

ния подрядчиком

всех технологичес-

ких нормативов и

принятых проект-

ных решений. Тех-

нический надзор

должен сопровож-

дать все этапы

проектирования и

строительства

ВОЛС. Лучшее вы-

полнение техничес-

кого надзора осу-

ществляется спе-

циалистами

эксплуатационных

подразделений

оператора (если

такие имеются),

прошедшие специ-

альное обучение

по методологии проведения технического

надзора. Персонал, к которому переходит

на эксплуатацию строящаяся ВОЛС, в наи-

большей степени заинтересован в ее высо-

кой эксплуатационной надежности. Если у

оператора нет подразделений по эксплуата-

ции ВОЛС, то для проведения технического

надзора следует привлекать сторонних спе-

циалистов, имеющих соответствующую ква-

лификацию и прошедших курсы подготовки

для осуществления технического надзора

за строительством ВОЛС.

Обязательным условием проведения техни-

ческого надзора является наличие норм на

проверяемые параметры ВОЛС и ее участ-

ков, методик и правил проверок примени-

тельно к конкретной строящейся ВОЛС.

Разработка и утверждение таких норм и ме-

тодик должны являться обязательной

частью нормативно-технического обеспече-

ния строительства. Специалисты техничес-

кого надзора должны иметь исчерпываю-

щую документацию для проверки правиль-

ности хода выполнения работ по проектиро-

ванию и строительству ВОЛС.

Ошибка девятая. Неправильное использова�

ние нормативно�технической документации.

Нормативно-техническая документация

(НТД) в части проектирования и строитель-

ства ВОЛС требует постоянного обновления

и совершенствования. В настоящее время в

России отсутствует единый федеральный

орган, отслеживающий и финансирующий

своевременную доработку или обновление

нормативно-технической документации по

проектированию и строительству ВОЛС. В

этих условиях заказчик строительства но-

вой ВОЛС должен организовать проведение

анализа достаточности комплекта НТД для

обеспечения проектирования и строитель-

ства новой ВОЛС и при отсутствии в НТД

отдельных положений, норм и правил дол-

жен обеспечить их доработку или разработ-

ку отдельных инструкций для конкретного

проекта ВОЛС. Эту работу следует заказы-

вать специализированным по разработке

НТД предприятиям.

Ошибка десятая. Неправильная организа�

ция обучения специалистов.

Строительство и эксплуатация ВОЛС требу-

ют подготовки специалистов соответствую-

щего уровня. Экономить на обучении специ-

алистов нельзя. Ошибки неподготовленных

специалистов при строительстве ВОЛС до-

рого стоят. Сложная техника строительства

и монтажа ВОЛС требует высокой квалифи-


Кабели

кации специалистов. Особенно важно обу-

чать специалистов при использовании но-

вых технологий строительства, при приме-

нении новых технических средств для соз-

дания ВОЛС.

Перед началом строительства обучение

должны пройти специалисты подрядных

предприятий и специалисты по проведению

технического надзора, а к сдаче ВОЛС в

эксплуатацию – специалисты эксплуатаци-

онных подразделений.

Ошибка одиннадцатая. Неправильная при�

емка технических средств или ее отсут�

ствие на заводах�изготовителях.

Заказчик строительства должен обеспечить

правильную приемку технических средств для

строительства на заводах-изготовителях. При-

емка должна быть сплошной и проводиться

по всем важнейшим техническим средствам.

В первую очередь это касается оптических ка-

белей и аппаратуры линейного тракта.

Заводской брак технического средства, пос-

тупившего на линию, может привести к

большим потерям для его устранения после

окончания строительства. Никакие гарантии

завода-изготовителя не смогут компенсиро-

вать возможные потери из-за брака. Напри-

мер, обрыв волокон или рост затухания в

них под воздействием внешних воздействий

потребуют замены кабеля, с которой связа-

на остановка связи, а следовательно, боль-

шие потери оператора.

Приемка на заводах-изготовителях должна

проводиться по специально разработанным

программам, которые учитывают наиболее

важные параметры для строящейся ВОЛС

и оптимизированы по количеству измеряе-

мых параметров и объемам измерений.

Разработку таких программ должны осуще-

ствлять квалифицированные специалисты,

умеющие учитывать требования операто-

ров связи и технологии производства тех-

нических средств.

Ошибка двенадцатая. Неправильная оцен�

ка заказчиком по строительству своей роли

и своих возможностей при создании ВОЛС.

В России в настоящее время много опера-

торов связи, которые строят ВОЛС и даже

свои сети связи. Это очень положительное

явление. В условиях, когда в стране мало

современных сетей связи, надо всячески

поддерживать те компании, которые созда-

ют новые основные фонды, не боятся «за-

рывать деньги в землю» [1]. Оператору свя-

зи важно определиться, будет ли он сам

выступать в роли заказчика нового строи-

тельства или поручит

(наймет) специализиро-

ванного заказчика.

Попытки государства пе-

редать функции заказ-

чика крупнейших опера-

торов связи России госу-

дарственным предприя-

тиям, например ФГУП

«Связьстрой», показали

неэффективность госу-

дарственных структур:

стоимость строитель-

ства ВОЛС с их участи-

ем возрастает почти

вдвое. Такое характерно

не только для России.

Государственные струк-

туры во всем мире не-

эффективны, но в Рос-

сии неэффективность

государственных струк-

тур особенно удручаю-

щая. Этот фактор нас-

только очевиден, что не

нуждается в дальнейших

комментариях.

Некоторые операторы

взваливают на себя

функции заказчика на

строительство ВОЛС. Но

для полномасштабного

выполнения функций заказчика оператор

должен создать подразделение, которое эти

функции может выполнить. Как правило, та-

кими подразделениями становятся дирек-

ции по строительству. Но вся беда в том,

что такие дирекции невозможно быстро

сделать самодостаточными и укомплекто-

вать высокопрофессиональными специа-

листами. И тогда она делает перечисленные

выше ошибки.

Предприятий, которые могли бы в России

выполнять в полном объеме функции заказ-

чика по строительству крупных объектов

связи после расформирования филиала

СОМЭС в ОАО «Ростелеком», не осталось.

Издержки в строительстве ВОЛС из-за от-

сутствия профессиональных заказчиков

строительства будут всегда, но их можно

уменьшить, если дирекции по строительству

ВОЛС будут правильно оценивать свои воз-

можности и при необходимости те или иные

функции заказчика будут поручать специа-

лизированным предприятиям. Конечно, это

обусловливает определенные затраты, но

избавляет от крупномасштабных ошибок.

Операторы связи, которые не имеют возмож-

ности (или желания) создавать дирекции по

строительству, нанимают на выполнение

функций заказчика по строительству ВОЛС

специализированные компании. Таких компа-

ний в России мало, и каждая из этих компаний

имеет свои недостатки. Для того чтобы наня-

тые на выполнение функций заказчика по

строительству компании не завышали планку

своей роли и своих возможностей, следует ус-

тановить действенный контроль за их деятель-

ностью со стороны оператора связи.

Отмеченные характерные ошибки при строи-

тельстве ВОЛС являются следствием много-

численных перестроек, реформ, реорганиза-

ций и упорядочиваний в отрасли связи. Из-

бавиться от этих ошибок можно путем систе-

матической работы и привлечения к этой ра-

боте специалистов – профессионалов.

ЛитератураЛифшиц А. Вложить, чтобы выжить // Из�

вестия, 2004, 9 июля.


Лучшие дни 1990-х, когда движущей силой

развития сетей была уверенность в их перс-

пективности, а развитие технологии осуще-

ствлялось ради самой технологии, увы, уже

в прошлом. Производители систем оптичес-

кой связи сфокусировали теперь свое вни-

мание на удовлетворении требований ко-

нечных пользователей сетевых услуг – ис-

точника прибыли и возмещения потерь се-

тевых операторов. Постоянное совершен-

ствование технологии тем не менее по-

прежнему остается жизненной необходи-

мостью долговременного успешного разви-

тия телекоммуникационных компаний.

Федеральная комиссия связи США своим

постановлением в начале 2003 года осво-

бодила уполномоченных операторов от

обязанности сдавать в аренду альтерна-

тивным операторам связи (CLEC) по фик-

сированным ценам свободные линии воло-

конных и гибридных сетей доступа. Это

постановление наряду с сильной конкурен-

цией за прибыльность предприятий и их

долю на рынке должно ускорить такое не-

обходимое решение проблем нехватки по-

лосы пропускания во многих корпоратив-

ных сетях и сетях доступа. Хотя в наши

дни в сетях доступа используется множе-

ство архитектурных решений (традицион-

ные и новые поколения колец SONET/SDH,

пассивные оптические сети (PON) и гиб-

ридные медные/оптоволоконные кабель-

ные сети), существует общая потребность

внедрить волокно глубже в сеть и довести

его ближе к конечному пользователю.

Производители оптоволокна отреагировали

на потребности рынка разработкой новых

типов волокон с увеличенной полосой про-

пускания и меньшим допустимым радиусом

изгиба волокон для их большей гибкости

при прокладке и возможности миниатюри-

зации компонентов. Создание новых типов

кабелей, использующих эти новые типы во-

локна, повлекло за собой необходимость

внедрения соответствующих соединителей

нового типа. При этом возникла настоя-

тельная потребность в выработке соответ-

ствующих требований, обеспечивающих по-

вышение плотности монтажа и снижение

стоимости работ в абонентских и корпора-

тивных сетях доступа.

Второе рождение одномодовоговолокнаСети доступа должны быть масштабируе-

мы, чтобы обеспечить объединение пото-

ков голосового и видеотрафика, а также

трафика данных и иметь возможность пе-

редавать их все в больших объемах. Про-

изводители оптического волокна осозна-

ли необходимость улучшения стандартно-

го одномодового волокна за счет сниже-

ния уровня затухания в области водяного

пика и открыли новые рабочие окна, ко-

торые позволили передавать больше ин-

формации, располагая тем же числом во-

локон. Это решило проблему увеличения

пропускной способности сетей, вызван-

ную ростом пользовательского спроса. В

стандартном одномодовом волокне с низ-

кими потерями в районе водяного пика

(ITU-T G.652.C) малое затухание обеспе-

чивается во всем рабочем диапазоне

волн от 1280 до 1625 нм. Особенностью

этого волокна является малое затухание

в районе водяного пика (1383 нм) в окне

прозрачности Е, которое меньше или рав-

но затуханию волокна на длине волны

1310 нм, а его прирост за счет водорода

внешней среды не превышает 0,01 дБ/км.

Волокно без гидроксильного пика погло-

щения дает больше возможностей проек-

тировщикам для увеличения числа кана-

лов, передаваемых по одному волокну,

или для увеличения разноса каналов в

используемых системах WDM, CWDM. В

любом случае при использовании такого

волокна обеспечивается резервирование

дополнительных несущих для последую-

щих приложений. Производители также

улучшили спецификацию геометрии во-

локна, а именно ужесточили допуск на

диаметр оболочки волокна, что уменьша-

ет потери на стыках волокон и увеличива-

ет скорость сварки, особенно когда в сва-

рочных аппаратах применяется V-образ-

ная канавка для выравнивания волокна.

Волокно с низкими потерями в районе во-

дяного пика заменило традиционные

стандартные ОМ-волокна (SMF) и стало

фактически новым стандартом одномодо-

вого волокна.

Кроме того, в начале этого года было

представлено новое SMF-волокно с умень-

шенным радиусом изгиба, специально раз-

работанное для FTTH (волокно в дом), FTTD

(волокно до рабочего места), сетей общего

доступа и корпоративных сетевых приложе-

ний. Обычное SMF допускает использова-

ние изгибов радиусом не менее 30 мм, т.е.

оно недостаточно гибко для использования

в качестве отводов абонентских линий ко-

нечных пользователей и для разводки внут-

ри помещений пользователей. Повышение

гибкости увеличивает удобство разводки и

плотность монтажа компонентов, а также

обеспечивает миниатюризацию, важную

при размещении волокна в центральных уз-

лах, в оборудовании клиентов, при решении

задач плотной укладки кабеля на стойке, а

Кабели


Билл БИСЛИ (Bill Beasley),директор Sumitomo Electric Lightwave (Research Triangle Park, NC).E�mail: [email protected]

УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИИНФОРМАЦИИ: ВОЛОКНО ПРОНИКАЕТВ РАНЕЕ НЕДОСТУПНЫЕ ОБЛАСТИ


Кабели

также для более плотного монтажа на узлах

предприятий и у клиентов.

Производители оптического волокна раз-

работали ряд новых волокон, с улучшен-

ными спецификациями на радиус изгиба,

которые могут быть предложены для кри-

тичных в этом плане приложений. Одно

из таких волокон, например, для сетей

общего доступа и FTTH имеет минималь-

ный радиус изгиба 15 мм, что в 2 раза

меньше, чем у стандартного волокна

SMF. Другие волокна позволяют умень-

шить радиус изгиба до 7,5 мм, что озна-

чает 75%-ное сокращение относительно

радиуса изгиба стандартного волокна и

дает возможность решить множество

проблем: прокладки в стесненных услови-

ях за счет облегчения укладки, трасси-

ровки и хранения волокна внутри неболь-

ших шкафов, а также возможность его

использования в терминальных устрой-

ствах, коммутаторах, узлах сопряжения и

муфтах без значительного прироста зату-

хания. В результате этого появились шка-

фы терминального доступа уменьшенных

размеров (70 х 120 мм), которые можно

рассматривать как устройства для обслу-

живания абонентских линий и разъемных

механических соединителей волокна. Для

сетей предприятий и разводки сетей под

приложения FTTH эти новые волокна,

встроенные в шнуры, коммутационные

шнуры и гибкие соединительные выводы,

дают возможность легко прокладывать их

вдоль стен, внутри соединительных шка-

фов, сетевых интерфейсных устройств и

оптических выходных розеток, также об-

легчающих организацию приложений

FTTH (см. фото 1).

В стандартном SMF дополнительное зату-

хание возникает при намотке на оправку

диаметром 60 мм. В новом волокне с

уменьшенным радиусом изгиба дополни-

тельное затухание отсутствует при намотке

на оправки диаметром 15 мм и больше. Раз

так, то путь к миниатюризации компонентов

и гибкой разводке волокна можно наконец

считать полностью свободным. Волокно с

уменьшенным радиусом изгиба обеспечи-

вает также большую надежность после

прокладки, чем обычное SMF, даже при на-

личии изгибов с радиусом 30 мм или мень-

ше (см. фото 2).

Ленточный кабель без геляНедавние усовершенствования конструк-

ций ленточных кабелей облегчили работу с

ними, сократив время инсталляции, что

привело к существенному снижению стои-

мости работ. Один из примеров – плоский

ленточный кабель наружной прокладки

полностью без геля.

Безгелевый (сухой) кабель отличается

тем, что в его конструкции используется

сухая водоблокирующая пряжа вместо ге-

ля. Устранение необходимости использо-

вать гель как в сердечнике, так и в цент-

ральной трубке приводит к исключению

таких шагов в процессе подготовки кабеля

к прокладке, как очистка от геля и блоки-

рование гелем. При использовании, напри-

мер, официальными операторами ILEC на

абонентских маршрутах 216-волоконных

кабелей без геля с матрицей из 18-жиль-

ных плоских модулей время прокладки,

оконцовывания и разделки кабельного

сростка уменьшается примерно на 50–60%

по сравнению с обычным кабелем с плос-

кими модулями. Это преимущество стано-

вится еще более очевидным при использо-

вании промежуточных вводов, техники, ко-

торая, как ожидают, будет доминировать

на рынке сетей доступа.

Преимущества кабелей без геля, однако,

значительно шире указанной экономии вре-

мени и рабочих затрат, так как возрастает и

общее качество прокладки кабелей. Мон-

тажникам не нужно больше осуществлять

операцию очистки, поэтому снижается риск

их повреждения и нарушения связи при осу-

ществлении операций ввода на работаю-

щем кабеле (см. фото 3).

Хотя для удовлетворения запросов опера-

торов связи производители продолжают

разрабатывать как ленточные кабели, так

и кабели с волокном, свободно уложенным

в трубки. Опыт показывает, что прокладка

ленточных кабелей предпочтительнее в

сетях доступа с высокими требованиями

на широкополосность и большим числом

волокон, особенно в корпоративных сетях

передачи данных. В настоящее время дос-

тупны ленточные кабели с числом волокон

до 864. Имея стандартный диаметр поряд-

ка 25 мм (1") и меньше, 864-волоконные

кабели позволяют достичь 80%-ного коэф-

фициента заполнения стандартного 31 мм

(1,25") кабелепровода, обеспечивая макси-

мальную емкость для масштабирования

сети. Плотность волокон в современных

ленточных кабелях в три раза выше плот-

Фото 1. PureAccess�Ultra – волок�но с уменьшенным радиусом из�гиба, допускающее прокладку оп�тического кабеля вдоль стен длягибкой разводки в помещенияхклиента

Фото 2. Для волокна с уменьшен�ным радиусом изгиба избыточнаядлина ВОК может храниться также, как и для медных кабелей НВП(UTP)

Фото 3. DriTube, 100% свободныйот геля кабель, упрощает проклад�ку кабеля и помогает уменьшитьобщую стоимость проекта в сетяхдоступа


ности волокон в кабелях со свободной ук-

ладкой волокон, максимальное число во-

локон в которых равно 288.

Волокно очень быстро внедряется в сети

доступа, и, когда это происходит, резко

увеличивается число точек сращивания ка-

белей. Портативные системы соединения

волокон малого размера дают возмож-

ность монтажникам устанавливать разъе-

мы настолько плотно, насколько можно,

легко перемещая их затем с одного места

на другое. Эти портативные системы сос-

тавляют одну треть от обычных систем по

размеру и весу, а типовое значение потерь

на сростке для волокна типа SMF состав-

ляет меньше 0,1 дБ.

Производители волокна сфокусировались

также на разработке и улучшении техники

промышленной оконцовки для создания на-

дежных оптических разъемов и соедините-

лей, которые одинаково хороши по качеству

и доступности. Предварительно оконцован-

ные оптические разъемы помогают снизить

трудоемкость и стоимость, связанную с

оконцовкой волокна в полевых условиях, и

дают еще одно решение в плане эффектив-

ного управления ценой и быстрого оборота

вложенных средств.

Как только волокно проникло в 300-метро-

вую зону последней мили абонентской се-

ти, производители стали предлагать раз-

личные варианты систем FTTH. Новые раз-

работки в рамках этих сетей включают ка-

бели вывода, оптимизирующие специфи-

ческие требования FTTH и снижающие сто-

имость окончательной установки оборудо-

вания для клиентов.

В новых конструкциях кабелей как для

подземной, так и для воздушной проклад-

ки отсутствуют ненужные упрочняющие

элементы и используются заново новые

конструкции оболочек кабелей. Произво-

дители разработали также экономичные

кабели ввода меньшего диаметра с об-

легченным доступом к волокну. Кабели

как подземной, так и воздушной проклад-

ки могут быть оконцованы на заводе для

формирования систем типа «вставил

разъем и работай», чтобы уменьшить

время подготовки и развертывания сис-

тем в полевых условиях. Успешное раз-

мещение операторами ILEC таких систем

в FTTH-сообществах показало, что эти

кабельные конструкции способствуют

дальнейшему уменьшению времени уста-

новки и снижению трудозатрат.

Волокно с воздушной за*дувкой внедряетсяв ЛВСУдобство прокладки волок-

на с воздушной задувкой

(ABF) поощряет ведущих

производителей к дальней-

шему развитию этой техно-

логии для расширения ее

применения в городских

сетях и в сетях доступа.

Одобренная сегодня в Се-

верной Америке для ис-

пользования в своих кор-

поративных сетях крупны-

ми предприятиями и орга-

низациями, такими, как:

ESPN, Pentagon, Nissan,

McCarran International

Airport и National Institutes

of Health, эта технология

также вызывает возрастаю-

щий интерес среди сетевых

операторов.

Основу технологии ABF сос-

тавляет сеть трубчатых ка-

белей, через которые можно легко и

быстро по требованию заказчика «за-

дуть» пучок волокон (см. фото 4). Исклю-

чая необходимость резервировать тем-

ные волокна, владельцы могут задуть та-

кое волокно со скоростью 135 м/мин, рас-

ширяя таким образом свою сеть. Исполь-

зуя обычные (для ЛВС) методы прокладки

волокна, можно за 8 часов работы (один

рабочий день) с помощью 4 квалифици-

рованных монтажников проложить 2700 м

оптического кабеля. Ту же работу, ис-

пользуя минимальную скорость 90 м/мин,

могут выполнить 2 монтажника за 30 мин.

Для более сложной прокладки данные,

полученные от различных источников, го-

ворят о том, что экономия времени и тру-

дозатрат может быть десятикратной по

сравнению с обычным волокном.

Технология волокно по требованию (Fiber

on demand) исключает риск использования

в работе слишком малого числа волокон за

счет излишнего резервирования или за

счет волокон, которые можно исключить

ввиду малоэффективного использования.

Будучи использована в связи с волокном с

малым радиусом изгиба, технология ABF

может служить экономически эффектив-

ным методом, позволяющим реализовать

технологию FTTD.

Необходимость продвижения волокна ближе

к конечному пользователю заставляет про-

изводителей оптоволокна применять новые

технологии, разработанные специально для

внедрения волокна в сети доступа и корпо-

ративные сети. Даже в этой ситуации мно-

гие в промышленности все еще утверждают,

что для массового внедрения волокна в сети

доступа и корпоративные сети потребуются

годы. Кроме того, при наличии жестко кон-

курирующего рынка, на котором бизнес тре-

бует широкополосных услуг (а это значит и

большей полосы пропускания), компании

связи имеют все еще небольшой выбор тех-

нологий для развития сетей, который мог бы

удовлетворить пользователей. На местном

рынке экономическое оздоровление скоро

возродит запросы потребителей на ТВ высо-

кой четкости, широкую полосу для доступа в

Интернет, которые приведут к дальнейшему

развитию инфраструктуры FTTH. В то же

время производители оптоволокна будут

продолжать снабжать своих потребителей

новыми экономически эффективными реше-

ниями, предлагающими конкурентные преи-

мущества в гонке за лидерство и в облада-

нии конечным пользователем.

Перевод с английского,

Lightwave, July, 2003

Кабели


Фото 4. Корпоративное использование систем воз�душной задувки для ЛВС привело к дальнейшемуразвитию этой технологии для использования всетях доступа


Интернет�директории

OFSОптические волокна,оптические кабели,соединительныеустройстваи компоненты, изделияспециальной фотоники,компенсаторы дисперсиии др.

www.ofsoptics.com

ОПТЕЛШирокий спектркабельной продукциии аксессуаров

www.optel.ru

«ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТ»

Оборудованиеи материалыдля монтажа,строительстваи тестирования ВОЛС

www.tt.ru

Компания«ИНСТИТУТИНФОРМАЦИОННЫХТЕХНОЛОГИЙ»Производитель контроль"но"измерительного обору"дования для ВОЛС, системмониторинга, приборов дляиспытания оптическогокабеля при производстве,эталонных приборов

www.beliit.com

Компания

«ОПТИКТЕЛЕКОМ»Материалы, технологии и решениядля строительстваи эксплуатации ВОЛС

www.optictelecom.ru

«Самарскаяоптическая кабель-ная компания»Все виды волоконно"оптических кабелей длялюбых способов монтажаи условий эксплуатациикабеля

www.soccom.ru

Компания

«Сарансккабель-Оптик»

Производство волоконно"оптических и медныхкабелей для внутреннейи внешней прокладки

www.sarko.ru

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

www.exfo.com


Адресная книга


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 се-тях. Специалисты компании с 1994 годазанимаются проектированием и строи-тельством систем связи. Компания хорошоизвестна в России и странах СНГ как одиниз 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 8585

Факс: +33 1 40 83 0442


Сайт: www.exfo.com

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

OFSOPTICS

Aдрес: Россия, 123100 Москва,

Краснопресненская наб., 6,

офис Лусент Текнолоджис/ОФС

Тел.: +7 095 7852162

Факс: +7 095 974 14 85


Сайт: www.ofsoptics.com

www.ofssvs1.ru

Компания OFS (Optical FiberSolutions – Оптико-Волоконные Решения)– разработчик, производитель и постав-щих оптических волокон, оптических ка-белей, компонентов и специальных фо-тонных устройств для широкого диапа-зона применений в телекоммуникацион-ной индустрии. OFS, бывшее оптико-во-локонное подразделение LucentTechnologies, фактически работает нарынке телекомуникационной волоконнойоптики с момента его зарождения. Ком-пания была первым промышленнымпроизводителем оптоволокна для теле-коммуникаций. Свое новое названиеона получила после продажи подразде-лений волоконной оптики LucentTechnologies компаниям Furukawa иCommscope в 2001 г.OFS имеет головной офис и головнойзавод в г. Норкроссе, шт. Джорджия,США, а также предприятия и офисы вряде стран, включая Россию. В Москвес 2001 г. работает представительствоOFS. В Воронеже в 1998 г. было созда-но совместное предприятие по произ-водству волоконно-оптических кабелей«ОФС- Связьстрой-1 Волоконно-Опти-ческая Кабельная Компания».

ОПТЕЛ


а/я 120

Тел.: 786�3497, 273�3352

Факс: 234�1725, 273�2955


Сайт: http://www.optel.ru

Фирма ООО «ОПТЕЛ» являетсяпроизводителем и поставщикомоптического кабеля, аксессуаров,измерительной и монтажной техники,кроссового оборудования ВОЛС,осуществляет монтаж и техническоеобслуживание ВОЛС. Проводит курсыповышения квалификации по ВОЛС.

СЕВКАБЕЛЬ�ОПТИК

Aдрес: Россия, 199106 Санкт�Петербург

Кожевенная линия, 40

Тел.: +7 812 329�7522

Факс: +7 812 329�7761

E-mail: [email protected], [email protected]

Сайт: www.sko.com.ru

Производство и комплексные поставкиоптического кабеля связи.

Самарская оптическаякабельная компания

Aдрес: Россия, 443022 Самара,

ул. Кабельная, 9

Тел.: 8 462 55 11 93, 55 09 63

Факс: 8 462 55 09 63


Сайт: http://www.soccom.ru

ЗАО «Самарская оптическаякабельная компания»Разработка и производство различныхконструкций ВОК по индивидуальнымтребованиям заказчика. Проведениестандартных и уникальных испытанийна собственной испытательной базе.Система менеджмента качества серти-фицирована на соответствие стандартуМС ИСО 9001, международные сертифи-каты: KEMA MS ISO 9001, IQNet MS ISO9001-2000, экологический сертификатстандарта ГОСТ Р 14001-98. СОКК – об-ладатель премии Минсвязи России и ла-уреат Премии Правительства РФ в об-ласти качества.

ТРАНСВОК

Aдрес: Россия, 249028 Калужская обл.,

Боровский р�н, пос. Ермолино,

ул. Молодежная, 1

Тел.: 095 363 46 19, 8(08438) 6�85�19

Факс: 095 363 46 19, 8(08438) 6�85�19


Сайт: http://www.transvoc.ru

Основной задачей предприятия являетсяпоставка комплектного оборудованиядля строительства ВОЛС. Это направле-ние включает в себя разработку, произ-водство и поставку:– волоконно-оптических кабелей;– муфт для волоконно-оптических кабелей;Предприятие имеет новейшее техно-логическое оборудование, уникальнуюиспытательную базу и высококлас-сных специалистов, позволяющие вы-пускать продукцию, способную удов-летворить самым высоким требовани-ям заказчиков.



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 контрольно-измерительное оборудование для воло-конно-оптических коммуникаций. Пред-приятие образовано на базе и усилиямиспециалистов НИИ радиоизмерительныхприборов (ВНИИРИП, Вильнюс) и Инсти-тута радиотехники и электроники РАН(ИРЭ РАН, Фрязино). На российский имировой рынки оборудование поставля-ется под торговой маркой FOD. В переч-не выпускаемого оборудования: рефлек-тометры (OTDR), измерители оптическоймощности, тестеры, источники оптиче-ского излучения, аттенюаторы, а такжеширокая номенклатура активных и пас-сивных компонентов. Компания также яв-ляется дистрибьютером продукции рядазарубежных производителей оборудова-ния и аксессуаров: Noyes Fiber Systems(подразделение AFL), Silicomp. (Италия) иряда других.

ОПТИКТЕЛЕКОМ

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

Тел.: +7 095 901�9186(многоканальный)

Факс: +7 095 901�9186E-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»: материа-лы, технологии и решения для строитель-ства и эксплуатации ВОЛС.

PHOTONIUM

Aдрес: Photonium Oy, Sorronrinne 9

Lohja FIN�08500, FINLAND

Тел.: +358 19 357381

Факс: +358 19 3573848


Сайт: www.photonium.fi

Aдрес: Россия, 195273 Санкт�Петербург,

Пискаревский, 63,

OOO «ОТЕКС»

Факс: +7 812 2498841


Компания «Photonium» является веду-щим производителем и поставщикомоборудования для производства оптичес-кого волокна.

Москабель�Фуджикура


ул. 2�я Кабельная, 2

Тел.: (095) 728�72�08, (095) 728�72�10

Факс: (095) 728-72-09

E-mail: imk�f@mk�f.ru

Сайт: http://www.mk�f.ru


ОКС�01

Aдрес: Россия, 198323 Санкт�Петербург,

Волхонское шоссе, 115

Тел.: +7 (812) 380�39�01,

Факс: +7 (812) 380�39�03


Сайт:


Корнинг СНГ


Старопименовский пер., 18

Тел.: (+7 095) 745�5547, 777�24�00 *

Факс: (+7 095) 745�5661, 777�2404 **

E-mail: [email protected] *

[email protected] **

Сайт: www.corning.com

ООО «Корнинг СНГ», мировой лидер вобласти производства и разработки опти-ческих волокон, предлагает всю номенкла-туру волокон для телекоммуникаций науровне самых высоких мировых стандар-тов. Техническая поддержка потребителейпри строительстве и обслуживании линийсвязи – важнейшее преимущество компа-нии. В России «Корнинг СНГ» имеет 2 сов-местных предприятия по производству оп-тического кабеля, а также тесно сотрудни-чает с рядом кабельных заводов.Подразделение Corning Cable Systemsпредлагает все типы оптического кабелядля внешней и внутренней прокладки,подводный кабель и OPGW, а такжеполный спектр волоконно-оптическихкомпонентов для СКС нового поколения,распределительные системы,измерительное оборудование, сварочныеаппараты.

* Подразделение оптического волокна** Подразделение локальных и корпоративныхсетей связи

Интегра�Кабель


4�й Войковский пр�д, 6

Тел.: (+7 095) 788�11�77

Факс: (+7 095) 755�65�93


Сайт: www.intg.ru

ЗАО «Интегра-Кабель» – крупнейшийпоставщик оптического кабеля (ОК) повсей территории России и стран СНГ,работает в отрасли с 1994 года, с 2002года занимает лидирующие позиции пообъемам продаж. В 2004 году специа-листы компании ЗАО «Интегра-Кабель»разработали новые технические условия(ТУ) на ОК.ОК по ТУ 3587-001-14584720-2003, изго-тавливаются из лучших материалов сбольшим запасом надежности. ОК, про-изведенные по ТУ 3587-002-14584720-2003, характеризуются низкой стои-мостью ОК при обязательном соответ-ствии характеристик ОК всем требова-ниям Министерства связи России.




Второе высшее образованиев МГУ им. М.В. Ломоносова

Отделение дополнительногообразования физического

факультета МГУобъявляет прием слушателей

для обучения по специальности«Оптическая передача информации»

Продолжительность обучения 1,5 годаПо окончании обучения слушатели

получают дипломгосударственного образца

Запись по тел.: (095) 939-15-14,(095) 939-41-40

Сарансккабель�Оптика

Aдрес: Россия, 430001 Саранск,

ул. Строительная, 3

Тел.: (8342) 48 03 55, 47 38 13

Факс: (8342) 48 03 55, 47 38 13


Сайт: http://www.sarko.ru

ООО «Сарансккабель-Оптика»является производителем волоконно-оп-тических кабелей и медных кабелей дляцифровых систем передачи данных ка-тегорий 5 и 5е для внутренней и внеш-ней прокладки. Предприятие входит впятерку лидеров по объемам продаж,постоянно наращивая проиводство. Со-отношение «цена-качество» позволяетстроить долгосрочное и взаимовыгодноесотрудничество.

ОФС Связьстрой�1 Волоконно�Оптическая Кабельная Компания

Aдрес: Россия, 394019 Воронеж,

ул. Жемчужная, 6

Тел.: 7 (0732) 14�27�95, 79�07�55

Факс: 7 (0732) 14�27�95, 79�07�55


Сайт: http://www.ofssvs1.ru


ЭЛИКС�КАБЕЛЬ

Aдрес: Россия, 143952 Моск. обл.,

г. Реутов, ул. Транспортная,

влад. 7г

Тел.: +7 095 980�7860 (многокан.)

528�4507, 528�8078

Факс: +7 095 528�8078


Сайт: www.elixcable.ru


Институт Информационных Технологий

Aдрес: Республика Беларусь,

220088 Минск,

Смоленская, 15, офис 907

Тел.: +375 17 236�5972

Факс: +375 17 236�4935


Сайт: www.beliit.com

Компания ИИТ – разработчик и произ-

водитель широкого спектра контрольно-

измерительного оборудования для

ВОЛС: систем мониторинга, рефлекто-

метров, локаторов, тестеров, переговор-

ных устройств. Отдельным направлени-

ем является производство сложных при-

боров для испытания оптического кабе-

ля при производстве, а также наукоем-

ких эталонных приборов.

ВИМКОМ


ул. Перовская, 1

ЗАO «Вимком Оптик ТС»

Тел.: +7 095 737�3757,

Факс: +7 095 737�3755


Сайт: www.vimcom.ru

Компания «Вимком» – российская ком-

пания, специализирующаяся в области

создания сетей связи, передачи данных и

кабельного телевидения на основе пере-

довых технологий, включая волоконно-оп-

тические решения. Кроме того, она явля-

ется поставщиком компьютерного, сетево-

го и телекоммуникационного оборудова-

ния ведущих мировых производителей, а

также компонентов волоконно-оптических

систем собственного производства.

Еврокабель 1

Aдрес: Россия, 141100 Московской обл.,

г. Щелково, ул. 3�я линия, 31

Тел.: (095)544�46�94,90,91,92

Факс: (095)544�46�94


Сайт: www.eurocabel-l .ru

Производство всех видов оптического

кабеля для любых способов монтажа

и прокладки.


Новые продукты

МОДУЛЬ НАКАЧКИ РАМАНОВСКОГО УСИЛИТЕЛЯ UL�ДИАПАЗОНАИспользование для передачи информации

новых спектральных диапазонов позволяет

увеличить полную суммарную скорость пере-

дачи сигналов по линии связи со спектраль-

ным мультиплексированием (WDM). Однако

при передаче сигналов на расстояния, харак-

терные для глобальных сетей (WAN) и для

магистральных городских сетей, необходимо

использование оптических усилителей [1].

Появление и стремительное развитие эрбие-

вых усилителей (EDFA) в течение длительно-

го времени обеспечивало растущие потреб-

ности в скорости передачи информации за

счет все более полного использования C- и

L-спектральных диапазонов. Вне этих диапа-

зонов столь же эффективных усилителей до

сих пор нет. Важнейшее преимущество ра-

мановских усилителей заключается в воз-

можности усиления сигналов в любом спект-

ральном диапазоне [2].

В группе квантовой электроники и во-

локонной оптики кафедры оптики и

спектроскопии физического факульте-

та МГУ совместно со специалистами

компании «Оптиктелеком комплект»

разработан модуль накачки рамановс-

кого усилителя UL-диапазона. Ключевым

элементом модуля является лазер накач-

ки с длиной волны 1536 нм и

мощностью более 1,2 Вт.

В разработанном модуле

мощное многомодовое излу-

чение накачки (8 Вт) от полуп-

роводникового источника спе-

циальной конструкции с дли-

ной волны 976 нм преобразу-

ется в одномодовое излуче-

ние мощностью 4 Вт на длине

волны 1088 нм в волоконном

лазере на основе иттербиево-

го волокна с двойной оболоч-

кой. Выходное излучение иттер-

биевого волоконного лазера пре-

образуется в стоксовы компо-

ненты двухстадийного рамановского лазе-

ра с длинами волн 1272 нм и 1532 нм со-

ответственно (спектр выходного излуче-

ния модуля приведен на рис. 1). Особен-

ностью рамановского конвертора является

использование специального фосфатного

волокна для увеличения сдвига частоты ра-

мановского лазера-конвертора. Внешний

вид разработанного модуля и зависимость

выходной мощности от мощности излучения

полупроводникового лазера накачки приве-

дены на рис. 2 и 3 соответственно.

Литература1. Наний О.Е. Основы технологии спектраль�

ного мультиплексирования каналов передачи

(WDM) // Lightwave Russian Edition, 2004, № 2.

2. Агравал Г. Нелинейная волоконная опти�

ка. М.: Мир, 1996.

К.Н. Белов, В.Г. Воронин,

Д.Д. Щербаткин, Ся Янь Вэнь

Рис. 1. Спектр выходного излучения модулянакачки рамановского усилителя UL�диапазона

Рис. 2. Внешний вид модуля накачкирамановского усилителя UL�диапазона

Рис. 3. Зависимость выходной мощностимодуля накачки рамановского усилителяна длине волны 1530 нм от мощностиполупроводникового источника накачкина длине волны 976 нм

Фирма Sumitomo Electric Lightwave

(Япония) сообщила о создании нового

легко локализуемого (Locatable) отводно-

го кабеля оригинальной конструкции

для сетей доступа (Fiber-to-the-Premises

(FTTP) и Fiber-to-the-Home (FTTH)).

Благодаря оригинальной конструкции

кабеля он может быть обнаружен под

землей с применением стандартного

оборудования, используемого для обнару-

жения кабеля с металлическим кордом,

что предотвращает повреждение кабеля

при проведении строительных и ремонт-

ных работ. При этом новый кабель обла-

дает большей гибкостью, меньшими ве-

сом, размером и ценой по сравнению с

кабелем, имеющим металлический корд.

Фотография приведена на рис. 1.

НОВЫЙ ОТВОДНОЙ КАБЕЛЬДЛЯ СЕТЕЙ ДОСТУПА

Рис. 1. Отводной кабель фирмыSumitomo Electric Lightwave длясетей доступа


Новые продукты


В декабре 2004 года завод ESTAP Electronic Packaging Ltd. предс-тавляет новые универсальные напольные 19" монтажные шкафыEcoLine, предназначенные для установки телекоммуникационного,компьютерного и серверного оборудования.Шкафы EcoLine отличает сочетание невысокой цены, хорошего ка-чества и профессиональной стандартной комплектации, присущейболее дорогим моделям.Изделия поставляются в разобранном виде в компактной плоскойупаковке (1 коробка). Это дает возможность сэкономить на стои-мости транспортировки до 60%.Передняя дверь – стеклянная в стальной раме, цельнометалличес-кая или перфорированная, на замке с поворотной ручкой, снабженадекоративными цветными пластиковыми молдингами различныхцветов (по выбору заказчика). Задняя дверь – цельнометалличес-кая или перфорированная, на замке. Двери можно устанавливатьдля открывания в левую или правую сторону.Наличие в основании специальных отверстий позволяет при необ-ходимости устанавливать шкаф на регулируемые опоры, роликиили жестко крепить к полу.На корпусе, съемных деталях и монтажных профилях имеютсяклеммы заземления. При изготовлении производится фосфатирование поверхности ме-талла для полной защиты от коррозии.Шкафы EcoLine имеют эстетичный внешний вид и легко вписыва-ются в интерьер современных офисных помещений.

НОВАЯ СЕРИЯ МОНТАЖНЫХШКАФОВ ЗАВОДА ESTAP

Рис. 1. Шкафы EcoLine компании ESTAP

Корпорация OCP (Optical Communication Products, Inc. USA) – произ-

водитель волоконно-оптических подсистем и модулей для городских

и локальных систем связи сообщила об успешной реализации своей

исследовательской программы по созданию промышленного лазера

с вертикальным резонатором (VCSEL) на длину волны 1,3 мкм.

О создании экспериментальных образцов длинноволновых (1,3 мкм)

лазеров сообщал целый ряд компаний. Однако для организации

прибыльного промышленного производства необходимо решить

две ключевые задачи: обеспечить возможность массового произво-

дства и гарантированную надежность лазера.

Фирма OCP занялась решением задачи создания коммерчески

рентабельного производства лазеров с вертикальными резонато-

рами с момента приобретения активов и интеллектуальной

собственности фирмы Cielo Communications в октябре 2002 года.

Усилия компании в направлении исследований технологии произ-

водства VCSEL привели к созданию 1,3-мкм лазера с вертикаль-

ным резонатором со средней выходной мощностью 3 мВт при

комнатной температуре и 1,2 мВт при 90° C. Важно отметить, что

эти параметры регулярно воспроизводятся при массовом произ-

водстве лазеров на большом числе подложек. Более того, рабо-

тоспособность VCSEL была продемонстрирована при увеличении

температуры до +130° С.

ДЛИННОВОЛНОВЫЙ ЛАЗЕРС ВЕРТИКАЛЬНЫМ РЕЗОНАТОРОМ

Характеристики •• Основание (ШхГ) – 600х600 и 600х800 мм

•• Высота – 22U (1154 мм) , 32U (1594 мм), 42U (2040 мм)

• • Покрытие – фосфатирование, порошковая окраска

• • Цвет: светло-серый, RAL 7035

• • Максимальный вес устанавливаемого оборудования – до 400 кг

• • Сборка шкафа – не более 20 мин.

• • Сертификаты: ISO9001, UL, cUL, GS, TUV, РосТест


Технологии будущего

О.Е. НАНИЙ, Е.Г. ПАВЛОВА, МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет

С появлением лазеров многими учеными

практически сразу было осознано, что од-

ним из важнейших приложений этих уни-

кальных по своим свойствам источников

света является передача информации.

Очень скоро, однако, выяснилось, что оп-

тическая передача информации через сво-

бодное воздушное пространство неста-

бильна из-за непредсказуемого воздей-

ствия атмосферы и невозможна вне пре-

делов прямой видимости. Попытки исполь-

зовать для передачи оптических световых

сигналов полые волноводы с металличес-

кими отражающими стенками вскоре пока-

зали неперспективность этого направле-

ния из-за высокого затухания сигнала.

Предложение использовать в качестве оп-

тического волновода стеклянные двухс-

лойные волокна оказалось более успеш-

ным. Создание компанией Corning в 1970

году первого двухслойного кварцевого во-

локна с затуханием менее 20 дБ/км стало

революционным прорывом в технике опти-

ческой связи. Стремительный прогресс

технологии производства кварцевых опти-

ческих волокон привел к столь же стреми-

тельному улучшению их характеристик.

При этом, как и более 30 лет назад, в сов-

ременных волоконно-оптических линиях

связи используется свойство волокна нап-

равлять световые пучки, удерживая их в

центральной части оптического волокна,

называемой сердцевиной, за счет явления

полного внутреннего отражения (ПВО). С

этой целью сердцевина изготавливается

из кварца, содержащего легирующие до-

бавки, увеличивающие показатель пре-

ломления по сравнению с показателем

преломления чистого кварца [1–3]. В каче-

стве легирующей добавки обычно приме-

няется германий. В то же время явление

ПВО на границе «сердцевина–оболочка»

не единственный механизм удержания

световой волны в пределах волновода, а

легирование – не единственный способ уп-

равления показателем преломления.

Прогресс в технологии производства квар-

цевого волокна привел к тому, что в насто-

ящее время его технические характеристи-

ки практически вплотную приблизились к

теоретическому пределу. И именно в этот

момент внимание специалистов привлек

новый класс оптических волокон – фотон-

но-кристаллические волокна. Конечно, се-

годня по главному для оптической связи

параметру – величине затухания – они зна-

чительно проигрывают стандартному во-

локну, но их потенциальные возможности

существенно превосходят предельные воз-

можности стандартного волокна. Благода-

ря необычной структуре оболочки сердце-

вина фотонно-кристаллического волокна

может быть пустотелой. А это значит, что

затухание, нелинейность, хроматическую и

поляризационную модовую дисперсию в

них можно, в принципе, уменьшить на по-

рядок по сравнению с современным квар-

цевым волокном. Кроме того, возможно,

самым главным является то, что у разра-

ботчиков появилась дополнительная сте-

пень свободы при конструировании волок-

на с заранее заданными характеристика-

ми. Свойства фотонно-кристаллического

волокна поначалу кажутся удивительными,

но они вполне объяснимы в рамках класси-

ческой оптики и не требуют привлечения

аппарата квантовой механики.

Классификация фотонно*кристалли*ческих волоконВ настоящее время в области нового класса

оптических волокон, отличающихся от стан-

дартных волокон структурой оболочки, нет

устоявшейся терминологии и однозначной

классификации. На Западе наиболее попу-

лярным для обозначения практически всех

новых видов нетрадиционных волокон стал

термин Photonic Crystal Fibers (PCF). Поэто-

му целесообразно на русском языке исполь-

зовать эквивалентный термин – фотонно-

кристаллические волокна. Для краткого

обозначения обычно применяется аббревиа-

тура английского названия – PCF. Строго

говоря, этот термин следовало бы использо-

вать для обозначения волокон, оболочка ко-

торых содержит периодические одномерные

или двумерные структуры, оказывающие

существенное влияние на их оптические

свойства. На практике термин PCF приме-

няется гораздо шире – им обозначают почти

все типы волокон со сложной структурой

оболочки. Широко используется также тер-

мин «микроструктурированное волокно»

(MF), являющийся синонимом PCF.

По физическому механизму удержания све-

та в сердцевине оптические волокна можно

разделить на два больших класса. Первый

класс образуют PCF, в которых удержание

света в сердцевине происходит благодаря

его зеркальному отражению от оболочки с

периодически изменяющимся показателем

преломления. Особенностью данного клас-

са волокон является то, что они способны

переносить с малым затуханием оптичес-

кое излучение только с длинами волн, ле-

жащими в некоторой области, называемой

фотонной запрещенной зоной (Band Gap,

BG). Фотонные запрещенные зоны сущест-

вуют в оптических волокнах с двумя типами

периодических структур: одномерных (1D) в

виде соосных цилиндрических слоев и дву-

мерных (2D) в виде полых трубок. 1D во-

локна с фотонными запрещенными зонами

называются брэгговскими волокнами, а 2D

– фотонно-кристаллическими волокнами с

запрещенными зонами (PCF BG).

Механизм удержания света в PCF второго

класса вполне традиционен для оптического

волокна – полное внутреннее отражение.

ФОТОННО�КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕВОЛОКНА




Однако в них используется новый принцип

управления показателем преломления обо-

лочки, основанный на его зависимости от

структуры оболочки. Так, наличие полых

трубок приводит к уменьшению эффектив-

ного показателя преломления оболочки, что

и обеспечивает выполнение условий полно-

го внутреннего отражения для световых

пучков, распространяющихся в сердцевине

PCF. Для сравнения структура стандартного

волокна и PCF, а также ход световых лучей

в них показаны на рис.1.

Следует сказать о том, что возможность

управления показателем преломления при

помощи воздушных трубок была продемо-

нстрирована еще в 1974 году [8], но широ-

кие исследования в этой области начались

только примерно через 15 лет. Хотя меха-

низм удержания света остается традици-

онным, способность изменять величину

показателя преломления оболочки откры-

вает ранее недоступные возможности уп-

равления пространственными, дисперси-

онными и нелинейными свойствами волок-

на. Высокий контраст показателей пре-

ломления сердцевины и воздушных трубок

позволяет использовать для целого ряда

применений PCF с упрощенной структу-

рой, представляющие собой волокна,

сердцевина которых окружена всего од-

ним слоем воздушных трубок.

Суммируя все сказанное, можно предложить

классификацию, приведенную на рис. 2.

PCF с фотонными запрещеннымизонамиВ стандартных оптических волокнах физи-

ческим механизмом, определяющим локали-

зацию света в сердцевине волокна, является

полное внутреннее отражение (ПВО) от

внешнего слоя. В них обязательно эффек-

тивный показатель преломления оболочки

должен быть меньше, чем показатель пре-

ломления сердцевины. Поскольку показа-

тель преломления любой прозрачной среды

больше показателя преломления вакуума,

то для распространения света в волноводе с

полой сердцевиной необходим другой меха-

низм отражения от оболочки.

Еще в 1978 году [4] было предложено ис-

пользовать для каналирования света по-

лые волноводы с отражающими стенками,

выполненными из многослойного диэлект-

рического покрытия. Такие волноводы по-

лучили название брэгговских волокон, так

как используют явление отражения элект-

ромагнитных волн периодическими струк-

турами, впервые исследованное и описан-

ное немецким ученым Вульфом Брэггом. В

соответствии с современной терминологи-

ей их можно назвать одномерными фотон-

но-кристаллическими волокнами. Распро-

странение световых волн в брэгговских

волокнах и в круглых металлических вол-

новодах во многом аналогично (рис. 3).

Световой пучок удерживается внутри брэг-

говского волок-

на (1D PCF) за

счет отражения

от многослой-

ного диэлект-

рического зер-

кала (брэгговс-

кого зеркала).

В металличес-

ком волноводе

каналирование

света внутри

полого цилинд-

ра происходит

за счет отраже-

ния от металли-

ческой поверхнос-

ти. Брэгговское

зеркало выполненно из чередующихся ци-

линдрических слоев с большим (голубые)

и малым (зеленые) показателем прелом-

ления (см. рис. 3). Рассматриваемые вол-

новоды в цилиндрической системе коорди-

нат (координата Z направлена вдоль оси

волновода, координата r – расстояние от

оси, координата � – угловая координата)

являются одномерными объектами – их

параметры изменяются только вдоль коор-

динаты r.

Существенно, что благодаря более высоко-

му коэффициенту отражения от периоди-

ческой структуры затухание в брэгговских

волокнах должно быть гораздо меньше,

чем в металлических волноводах. Теорети-

чески затухание в брэгговских волокнах

можно уменьшить до существенно меньших

величин, чем в стандартных. Однако инте-

рес к брэгговским волокнам долгое время

был незначительным из-за технологических

трудностей их изготовления. Активные ис-

следования свойств брэгговских волокон

возобновились недавно, когда началось ин-

тенсивное излучение нового класса опти-

ческих волокон с двумерной периодической

структурой [5–7]. Микроструктурированные

оптические волокна, которые также назы-

вают дырчатыми, трубчатыми или фотонно-

кристаллическими волокнами, содержат в

оболочке периодически расположенные по-

лые трубки. В таких волокнах реализуется

механизм удержания света, основанный на

брэгговском отражении от двумерной (2D)

периодической структуры. Известно, что

если структура PCF бесконечна и строго

периодична, то некоторые резонансные

волны практически полностью отражаются

Рис. 2. Классификация PCF

Рис. 1. Поперечное сечение, распределение показателя преломленияи ход световых лучей в стандартном волокне (слева)и фотонно�кристаллическом волокне (справа)



от границы раздела «сердцевина – оболоч-

ка». Механизм отражения от 2D структуры

аналогичен отражению от многослойной

стенки брэгговского зеркала. Поскольку в

волокнах с такой оболочкой каналирование

света в сердцевине связано не с эффектом

полного внутреннего отражения, а с эф-

фектом отражения от периодической струк-

туры, то показатель преломления сердце-

вины может быть любой.

Как и в брэгговских волокнах, оптическое

излучение с длинами волн, лежащими в не-

котором спектральном диапазоне, практи-

чески не проникает внутрь оболочки, т.е.

можно сказать, что эта область длин волн

является запрещенной. К моменту появле-

ния микроструктурированных волокон с

запрещенными областями длин волн (зона-

ми) уже были известны аналогичные объем-

ные периодические структуры, получившие

название фотонных кристаллов. По анало-

гии с новым клас-

сом объемных оп-

тических матери-

алов, обладаю-

щих периодичес-

кой структурой,

оптические волок-

на с периодичес-

кой структурой

стали называть

фотонно-кристал-

лическими волок-

нами. Еще раз

обращаем внима-

ние читателей на

тот факт, что

свойства PCF

вполне объясни-

мы в рамках

классической физики и не требуют привле-

чения аппарата квантовой механики. Слово

«фотонные» использовано только в качест-

ве термина, а не для указания на квантовые

свойства материала.

PCF со структурно зависимымпоказателем преломленияПолностью кварцевые PCF

Принцип удержания света в сердцевине во-

локна со структурно зависимым показате-

лем преломления такой же, как и у обычно-

го волокна, – полное внутреннее отражение

на границе «сердцевина–оболочка» (рис. 1).

Однако управление показателем преломле-

ния в них осуществляется путем создания

отверстий в кварцевой оболочке, а не путем

введения примесей. Если характерный раз-

мер структуры отверстий, который удобно

Рис. 3. Поперечное сечение брэгговского волокна –цилиндрического волновода с отражающим многослой�ным покрытием (слева) и цилиндрического металличес�кого волновода (справа). Здесь – R внутренний радиусволноводов

Рис. 4. Изображение поперечногосечения PCF с полой сердцевиной

Фотонные кристаллы (PC) представляют собой объемные структуры, показатель преломле-

ния в которых меняется по периодическому закону. Одним из основных фундаментальных

свойств таких структур является наличие так называемой запрещенной для распростране-

ния света в определенном спектральном диапазоне зоны. Попытаемся объяснить причины

ее возникновения. Известно, что в структуре с периодически меняющимся показателем пре-

ломления при пресечении границы раздела областей с разным n часть света проходит, часть

– отражается, но существует спектральная область, в которой происходит наибольшее отра-

жение. Все дело в том, что, оказывается, для длин волн, удовлетворяющих так называемому

условию брэгговского отражения, коэффициент отражения максимальный. Для более четко-

го понимания механизма данного явления мы отсылаем читателя к приложению.

Напомним читателю, что, характеризуя спектральные свойства света, мы всегда говорим о

длине волны � этого излучения в вакууме, в среде длина волны �m меньше в n раз: �m = �/n.

Но иногда спектр удобнее характеризовать не длинами волн, а частотами или энергией

фотонов, рассматривая свет как поток частиц. По аналогии с обычными кристаллами, пе-

риодическая структура расположения атомов которых определяет разрешенные и запре-

щенные значения энергии элект-

ронов, материалы с периодически

изменяющимися оптическими

свойствами стали называть

фотонными кристаллами (PC).

В соответствии с таким определе-

нием к одномерным фотонным

кристаллам (1D PC) можно отнес-

ти многослойные отражающие

покрытия, которые давно извест-

ны в оптике и используются для

изготовления диэлектрических зер-

кал. Таким образом, в 1D PC показа-

тель преломления изменяется по пе-

риодическому закону только вдоль

одного направления (вдоль одной

оси). Зависимость коэффициента от-

ражения от длины волны для таких

кристаллов представляет так называемый «брэгговский столик» – на определенных длинах

волн показатель отражения достигает максимального значения (рис. 5). Световые волны,

Рис. 5. Запрещенная зона одномерногофотонного кристалла, образованного пери�одическими � /4 слоями GaAs/AlxOy. Вели�чина запрещенной зоны показана стрелкойна графике слева. Структура одномерногофотонного кристалла показана справа




характеризовать расстоянием между отве-

рстиями �, меньше длины волны �, то пока-

затель преломления определяется усред-

ненным значением показателей преломле-

ния двух сред с учетом отношения их попе-

речных сечений. Поскольку показатель пре-

ломления воздуха практически равен 1, то

усредненный показатель преломления обо-

лочки может быть существенно меньше по-

казателя преломления кварца. В то же вре-

мя короткие световые волны (��) мало

проникают в отверстия (из-за эффекта ПВО

на границе отверстий), и эффективный по-

казатель преломления для них близок к по-

казателю преломления чистого кварцевого

стекла. Таким образом, в области (��) эф-

фективный показатель преломления обо-

лочки PCF обладает сильной спектральной

зависимостью (см. рис. 7) и увеличивается

для коротких длин волн.

Такая спектральная зависимость показателя

преломления оболочки позволяет реализо-

вать в PCF одномодовый режим в очень ши-

рокой спектральной области. Критерий одно-

модового режима распространения в станда-

ртном волоконном световоде имеет вид:

, (1)

где: R – радиус сердцевины, � – длина волны

(вакуум), ncore, ncladding – показатели прелом-

ления сердцевины и оболочки соответствен-

но. В обычном волокне ncore, ncladding – почти

константы и длина волны отсечки легко оп-

ределяется из приведенного выражения.

Поскольку разность показателей преломле-

ния сердцевины и оболочки в PCF уменьша-

ется (рис. 7), это ведет к расширению облас-

ти существования одномодового режима.

Созданы PCF, в которых на любой длине

волны распространяется только одна мода!

Они получили название неограниченно одно-

модовых PCF. В таких волокнах с уменьше-

нием � разность показателей преломления

уменьшается так, что неравенство (1) никог-

да не нарушается, а эффективный волновой

параметр Veff всегда меньше 2,405.

PCF с отверстиями вспомогательного

назначения

Фотонно-кристаллические волокна любой

конструкции обладают сильной волновой

дисперсией из-за большого контраста по-

казателей преломления кварца и воздуха.

Поэтому создание на их основе волокон

для компенсации дисперсии телекоммуни-

кационного волокна является одной из

привлекательных задач. Однако практи-

ческое решение этой задачи наталкивает-

ся на проблему высокого затухания. Хотя

недавно созданы полностью кварцевые

PCF с относительно малым затуханием,

оно все еще значительно больше, чем в

телекоммуникационном волокне (сообща-

лось о создании фирмой Corning PCF с за-

туханием 2,6 дБ/км [7]).

В качестве решения задачи уменьшения за-

тухания при сохранении большой величины

волноводной дисперсии в [14] была предло-

жена новая конструкция волокна, названная

авторами Hole-assisted lightgide fiber (HALF).

Название может быть переведено как «све-

товедущее волокно с вспомогательными от-

верстиями». Структура HALF-волокна пока-

зана на рис. 8 [15]. Такое волокно содержит

сердцевину с более высоким показателем

преломления, оболочку с меньшим показа-

телем преломления и несколько отверстий,

окружающих сердцевину. В этой конструк-

ции потери удалось снизить до уровня

0,41 дБ/км на длине волны 1550 нм при сох-

ранении большой величины волноводной

дисперсии (35 пс/(нм км)).

попадающие в спектральный диапазон, показанный на рисунке стрелкой, практически пол-

ностью отражаются от периодической структуры.

Структура двумерных (2D) и трехмерных (3D) фотонных кристаллов показана на рис. 6.

Показатель преломления в данных структурах периодически меняется в двух и трех нап-

равлениях соответственно. В таких кристаллах возможно получение двумерных и трехмер-

ных запрещенных зон.

Обычно постоянная решетки фотонного кристалла равна половине длины световой вол-

ны. В этом случае взаимодействие световых волн с периодической решеткой приводит к

интерференционному

сложению амплитуд или к

интерференционному га-

шению. (Иногда интерфе-

ренционное сложение на-

зывается конструктивной

интерференцией, а гаше-

ние – деструктивной ин-

терференцией.)

В 90-х годах ХХ века фи-

зики осознали, что фотон-

ные кристаллы обладают по-

истине удивительными свой-

ствами и, главное, ими мож-

но управлять, изменяя структуру фотонных кристаллов, не меняя входящих в их состав ма-

териалов [9, 10]. Так, например, в трехмерном фотонном кристалле с трехмерной запре-

щенной зоной свет с длиной волны, лежащей в запрещенной зоне, распространяться не

может ни в каком направлении. Это означает, что такой 3D фотонный кристалл является

идеальным «трехмерным» зеркалом, отражающим падающие на него под любым углом

световые пучки. Если создать в 3D фотонном кристалле дефект фотонной кристалличес-

кой решетки, то в области этого дефекта световые волны, с длинами волн из запрещенной

зоны, оказываются локализованными. Иными словами, дефект в фотонном кристалле –

это объемный микрорезонатор, который может быть использован, например, для создания

лазера с очень низким порогом генерации.

В настоящее время множество научных групп занимаются исследованиями 2D и 3D фотон-

ных кристаллов с прямоугольной симметрией. Значительно меньшее число научных кол-

лективов изучает свойства оптических волокон с оболочкой в виде двумерных или одно-

мерных фотонных кристаллов, однако интерес к этим удивительным объектам быстро рас-

тет [11–13]. Растущий интерес к PCF связан с огромными возможностями для управления

свойствами оптического волокна: уже сейчас очевидны перспективы создания различных

специализированных пассивных и активных элементов на основе PCF. Возможно, в конце

концов фотонно-кристаллические волокна окажутся перспективными и для телекоммуни-

кационных применений [11].

Рис. 6. Структура двумерных (слева)и трехмерных (справа) фотонных кристаллов



PCF с сильной нелинейностью

Если увеличивать размер воздушных тру-

бок, то контраст показателей преломления

сердцевины и оболочки быстро возрастает.

Это позволяет уменьшать размер сердцеви-

ны (рис. 9), тем самым увеличивая концент-

рацию мощности светового излучения и,

следовательно, нелинейные свойства волок-

на. В частности, можно уменьшить эффек-

тивную площадь моды до величины 1 мкм2

на длине волны 1550 мкм [16].

Когда диаметр воздушных трубок увеличива-

ется и почти равен расстоянию между ними,

свойства PCF подобны свойствам кварцевого

волокна вообще без оболочки. Из-за высоко-

го контраста показателей преломления поле

световой волны проникает за пределы серд-

цевины на расстояние, меньшее диаметра

воздушной трубки. Поэтому влияние структу-

ры волокна вне первого кольца воздушных

трубок оказывается незначительным. И, сле-

довательно, в PCF, содержащих всего одно

кольцо воздушных трубок, окружающих серд-

цевину (рис. 10), можно получить сочетание

сильной нелинейности и малой дисперсии в

нужном диапазоне длин волн.

PCF с малой площадью сердцевины и боль-

шими отверстиями позволяют получать не-

линейные эффекты в волокнах с малой про-

тяженностью. Эффективный параметр �nl,

характеризующий нелинейность, достигает

величины порядка 60 (Вт км)–1, что в 60 раз

больше, чем в стандартном волокне. Кроме

того, высокий контраст показателей прелом-

ления обеспечивает необычно большое зна-

чение волноводной дисперсии, кото-

рая может быть использована для

компенсации материальной диспер-

сии кварца. Это позволяет сместить

длину волны нулевой дисперсии �0

в любую точку спектра, в частности

в область видимого света. Такие

PCF, длина волны нулевой диспер-

сии которых лежит в видимой об-

ласти спектра, широко используют-

ся для генерации спектрального су-

перконтинуума [17]. Вместе с тем

PCF с сердцевиной малого диамет-

ра очень чувствительны к неболь-

шим изменениям их структуры. Из-

готовление же волокон с заданным

размером воздушных трубок явля-

ется непростой задачей. Поэтому в

работе [18] предложено вместо

кварцевого волокна с воздушными

отверстиями использовать PCF, об-

разованные двумя различными ви-

дами стекла, показатели преломле-

ния которых сильно отличаются

друг от друга (n1 = 1,76; n2 = 1,53 на

длине волны 1,55 мкм). Новое во-

локно, названное авторами волок-

ном с «твердыми дырками» (SOHO:

«Solid Holey» Fiber), имеет рекорд-

ное значение нелинейного коэффи-

циента �nl = 230 (Вт�км)–1 и потери

5 дБ/м на длине волны 1,55 мкм.

ЗаключениеФотонно-кристаллические волокна

привлекают внимание исследователей и раз-

работчиков, поскольку позволяют преодолеть

ограничения, свойственные стандартным оп-

тическим волокнам и волноводам. Такие во-

локна обладают многими необычными свой-

ствами, позволяющими реализовать в них не-

ограниченную область одномодового режима

распространения света, большую или, наобо-

рот, очень малую эффективную площадь мо-

ды, волноводный режим распространения в

воздушной сердцевине, режим с нулевой дис-

персией на любой длине волны в видимом и

ближнем ИК-диапазоне длин волн, генерацию

суперконтинуума. Будущее PCF во многом бу-

дет определяться развитием технологии их

производства, в частности, успехами в нап-

равлении снижения затухания, увеличения ме-

ханической прочности и уменьшения ПМД.

Также немаловажным является вопрос сниже-

ния стоимости производства PCF.

Рис. 7. Зависимости эффективных показа�телей преломления сердцевины, оболочкиPCF и фундаментальной моды от нормали�зованной частоты �/�

Рис. 8. Структура PCF с отверстиямивспомогательного назначения

Рис. 9. Структура PCF с сильнойнелинейностью. Такие волокна ха�рактеризуются большим разме�ром отверстий, тонкими кварцевы�ми перегородками и малым диа�метром сердцевины

Рис. 10. PCF с упрощенной струк�турой: фотография среза волокна(а) и профиль показателя прелом�ления (б). Благодаря сильной кон�центрации света в сердцевинесвойства PCF с упрощенной струк�турой мало отличаются от свойствPCF с большим числом отверстий

б)




Очевидно, что применение PCF

будет определяться конкуренци-

ей с волокнами обычной структу-

ры. Поэтому вопрос о создании

коммерческого телекоммуника-

ционного PCF-волокна не являет-

ся перспективой ближайших лет.

Дело в том, что по двум важней-

шим параметрам – затуханию и

стоимости – PCF значительно ус-

тупает обычному волокну.

Совсем другая ситуация в облас-

ти специальных применений PCF.

В этом случае превосходство PCF

над обычными волокнами по од-

ному параметру может оказаться

решающим.

Приложение

Механизм распространениясвета в фотонно*кристалли*ческих волокнахСравним процесс распростране-

ния света в PCF и в стандартном волокне.

Стандартное волокно состоит из сердцеви-

ны, окруженной оболочкой. Показатель пре-

ломления nо сердцевине больше, чем пока-

затель преломления ncl оболочки. В общем

случае распространение света происходит

под некоторым обычно малым углом к оси z,

при этом угол падения � на границу раздела

дополняет угол � до 900:

� = 900–�. При углах � > �кр свет из сердце-

вины не проникает в оболочку, т.е. происхо-

дит полное внутреннее отражение, и распро-

странение света в волокне происходит с ма-

лыми потерями. Суть явления полного внут-

реннего отражения поясняет рис. 11.

На рис. 11 а показано положение волновых

фронтов падающей и преломленной волн в

случае, когда скорость волны во второй сре-

де больше, чем в первой, т. е. n2 < n1. Из

уравнений Максвелла, а также из гораздо

раньше сформулированного принципа Гюй-

генса – Френеля следует условие непрерыв-

ности волны на границе раздела, которое мо-

жет быть интерпретировано геометрически:

волновые фронты не должны иметь разры-

вов. Как видно из рис. 11 а, на границе раз-

дела сред волновые фронты имеют излом, но

не имеют разрывов. Математически условие

непрерывности приводит к двум равенствам:

�1 = �2 = �, �1 || = �2 || = � ,

т.е. частота � и проекция � волнового

фронта на границу раздела сред сохраняют-

ся. Следствием этого является закон пре-

ломления:

.

Максимальное значение функции sin (x)

действительного аргумента – единица. Поэ-

тому при углах падения �1>�кр преломленно-

го луча не существует, а критический угол

�кр определяется выражением:

.

Удобно характеризовать световую волну точ-

кой на диаграмме состояния, где горизонталь-

ная координата определяет проекцию волно-

вого вектора на границу раздела, а верти-

кальная координата – частоту (также можно

интерпретировать оси как значения энергии и

проекции импульса фотонов). Поскольку эти

два параметра сохраняются (инвариантны)

при пересечении светом границы раздела

сред, то точка на диаграмме отвечает перехо-

дящим друг в друга волнам в разных средах.

В свободном пространстве (вакууме) могут су-

ществовать волны, которым отвечают точки

на диаграмме состояний, лежащие в секторе I.

Все волны с такими параметрами существуют

также и в среде с показателем преломления

n2>1 и n3>n2. Кроме того, на диаграмме сос-

тояний существует область (сектор II на рис.

11 в), точки которой соответствуют световым

волнам, существующим в среде с показате-

лем преломления n2 и n3 и не существующим

в свободном пространстве (n=1). И, наконец,

на диаграмме состояний существует область

III, точки которой соответствуют световым

волнам, существующим только в среде с по-

казателем преломления n3.

Приведенный анализ позволяет дать новою

трактовку явлению полного внутреннего отра-

жения: от внешней среды отражаются волны,

параметры которых лежат в запрещенной для

этой среды области диаграммы состояний.

Поскольку разрешенная область значений па-

раметров световой волны в среде с показате-

лем преломления n включает в себя все раз-

решенные в среде с меньшим n значения па-

раметров, то при использовании однородных

сред каналирование света возможно только в

среде с показателем преломления больше,

чем показателем преломления оболочки.

В неоднородных периодических средах, сос-

тоящих из двух чередующихся слоев с раз-

ными показателями преломления, диаграм-

ма состояний существенно изменяется.

Пример диаграммы состояний двухслойной

периодической среды приведен на рис. 12.

На нем горизонтальная и вертикальная коор-

динаты те же, что и на диаграмме рис. 11 в.

В отличие от однородной среды на диаграм-

Рис. 11. Полное внутреннее отражение от границы раздела двух среда) преломление световых лучей и волновых фронтов на границе раздела сред с показате�лями преломления n1 и n2.б) Диаграмма состояний: каждая точка диаграммы соответствует световой волне с опреде�ленным значением частоты (вертикальная координата) и проекции � волновых векторов к1и к1 на ось z (горизонтальная координата). Световые волны в среде с показателем преломления n1 = 1 (вакуум или воздух) принадле�жат области I (области II и III – запрещенные зоны для света в вакууме).Световые волны в среде с показателем преломления n2 > n1 принадлежат областям I и II(область III – запрещенная зона для света в среде с n2). Световые волны в среде с показате�лем преломления n3 > n2 принадлежат областям I, II, III.в) Ход лучей, пересекающих границу сред с показателями преломления n1 и n2. Частота � ипроекция � волнового вектора на границу раздела при пересечении волной границы разде�ла сохраняются

б) в)а)



ме состояний двухслойной периодической

среды появляются запрещенные зоны внут-

ри области существования световых волн

свободного пространства.

Так как при падении световой волны с оп-

ределенными частотой � и постоянной

распространения � на границу раздела

двух сред во вторую среду проникает пре-

ломленная бегущая волна только в том слу-

чае, если во второй среде существует вол-

на с такими же значениями частоты � и

постоянной распространения �, то свето-

вые волны из запрещенной для двухслой-

ной среды зоны (но разрешенной для ваку-

ума) отражаются от периодической структу-

ры. Как и при ПВО, во второй среде будет

возникать неоднородная экспоненциально

убывающая («исчезающая») волна.

Каков же механизм образования запрещен-

ных зон или, что эквивалентно, отражение

света от двухслойной периодической среды?

Он состоит в интерференционном сложении

парциальных волн, отраженных от периоди-

чески повторяющихся границ слоев. Как уже

отмечалось выше, этот эффект называется

брэгговским отражением от объемной пери-

одической структуры. При нормальном паде-

нии света на границу раздела максимально

эффективное отражение происходит при ус-

ловии, что оптический период �on структуры

удовлетворяет условию �on = �/2. Для двухс-

лойной среды при этом оптимальным явля-

ется случай, когда оптическая толщина каж-

дого слоя равна �/4 (четвертьволновое усло-

вие). В этом случае разность набегов фаз,

отраженных от соседних слоев волн, равна 0

либо 2� Математически четвертьволновое

условие записывается в виде:

�i di = �/2 ,

где �i – проекция волнового вектора в i-й

среде на ось, перпендикулярную плоскости

раздела слоев, di – толщина соответствую-

щего слоя. В условиях нормального падения

��i = ki. Наиболее эффективное отражение

от стенок почти аксиального луча происхо-

дит при аналогичном условии, но в этом слу-

чае определяется условием:

Толщина слоя находится из условия:

Таким образом, в волокнах с фотонной зап-

рещенной зоной свет удерживается в серд-

цевине за счет интерференции отраженных

от периодических слоев парциальных волн.

Это позволяет надеяться на создание волок-

на с малыми потерями и нелинейностями.

Литература1. Питерских С.Э. Оптические волокна, предс�

тавленные на российском рынке, и их харак�

теристики. Одномодовые волокна // Lightwave

Russian Edition, 2003, № 2, с. 21–24.

2. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно�оптические

сети. М.: Эко�Трендз, 2000.

3. Гладышевский М.А. и др. Оптическое во�

локно для систем передачи информации. – В

сб.: Волоконная оптика, М.: ВиКо, 2002, с. 9.

4. Yeh P., Yariv A. and Marom E. Theory of Bragg

fiber, J. Opt. Soc. Amer. 68, 1196–1201 (1978).

5. Желтиков А.М. Дырчатые волноводы //

УФН, 2000, т. 170, № 11, с.1203.

6. Riishede J. et al. Photonic crystal fibers and

effective index approaches. Proc. 27th Eur. Conf.

On Opt. Comm., Th.A.1.5. Amsterdam, 2001.

7. West J.A. et al. Photonic crystal fibers. Proc.

27th Eur. Conf. On Opt. Comm., Th.A.2.2.

Amsterdam, 2001.

8. Kaiser P.V., Astle H.W. Low�loss single�mate�

rial fibers made from pure fused silica // The Bell

System Technical Journal, 1974, No. 53,

pp. 1021 – 1039.

9. Russell P.S.J. Photonic Band Gaps //

Physics World, 1992, vol. 5, No. 8, p. 37.

10. Everitt H.O. Applications of Photonic Band

Gap Structures // Optics and Photonics News,

1992, vol. 3, No. 11, p. 20.

11. Дианов Е.М. Достижения в области соз�

дания фотонно�кристаллических волокон и

сверхширокополосных усилителей //

Lightwave Russian Edition, № 1, 2004, с. 8–11.

12. Bjarklev A. Tutorial: Photonic Crystal Fibers

and their Applications. ECOC – IOOC 2003

Proceedings. Rimini, 2003, vol. 5, pp. 324–347.

13. Russell P.St.J. et al. Photonic Crystal

Fibers: Mastering the Flow of Light. ECOC –

IOOC 2003 Proceedings. Rimini, 2003, vol. 3,

pp. 408–409.

14. Hasegawa T. et al. Novel hole�assisted

lightguide fiber exhibiting large anomalous dis�

persion and low loss below 1 dB/km // OFC,

2001, PD5.

15. Hasegawa T. et al. Hole�assisted lightguide

fiber for large anomalous dispersion and low

optical loss. OPTICS EXPRESS, 2001, vol. 9,

No. 13, pp. 681–686

16. Monro T.M. et al. Highly nonlinear holey

optical fibers: design, manufacture and device

applications. Proc. 28th Eur. Conf. On Opt.

Comm., S.1.5.

17. Ranka J.K., Windeler R.S., Stentz A.J. Visible

Continuum Generation in Air�Silica Microstructured

Optical Fibers with Anomalous Dispersion at 800

nm // Opt. Lett, 2000, No. 25, pp. 25–27.

18. Feng X. SOHO (Solid ‘Holey’) Fiber. ECOC

– IOOC 2003 Proceedings. Rimini, 2003, vol. 3,

pp. 410–411.

19. Gregan R.F. et al. Single�mode photonic

band gap guidance of light in air // Science,

1999, No. 285 (5433), pp. 1537–1539.

20. Brechet F. et al. Singlmode propagation into

depressed�core�index photonic�bandgap fiber

designed for zero�dispersion at short wavelengths

// Electronic Letters, 2000, vol. 36, pp. 514–515.

Рис. 12. Диаграмма состояний. Разрешенные зоны значений нор�мированной частоты и проекцииволнового вектора на ось z (выделе�ны голубым цветом) световой вол�ны в среде, состоящей из плоскихпериодически чередующихся слоевпрозрачных диэлектриков двух ти�пов с показателями преломленияnhi = 4,6 и nci = 1,6 и толщинами0,33 a и 0,67 a соответственно.Здесь a – период расположенияслоев. Серым цветом выделенаобласть световых волн свободногопространства, для которых в перио�дической среде не существует пре�ломленных волн ни при каких углахпадения

.

.


Термины


ВведениеРаздел «Термины» вызвал наибольшее чис-

ло откликов читателей. При этом встречают-

ся прямо противоположные мнения о том, как

должна формироваться терминология, и о

том, какие термины необходимо употреблять.

Одни читатели настаивают, что терминоло-

гия должна формироваться «…обязательно

в соответствии с уже существующими тер-

минологическими стандартами…». По мне-

нию других читателей, «отечественные инс-

титуты стандартизации не справляются с

нахлынувшим потоком терминов. Стандарты,

которые были разработаны в 1970–1980 го-

дах в СССР, в большинстве своем потеряли

актуальность, а появляющиеся сейчас отрас-

левые терминологические ОСТы и РД, как

правило, никем, за пределами узкого круга

организаций отрасли связи, не обсуждаются

и содержат много устаревших терминов».

Я полностью согласен с теми читателями,

которые считают, что сделать тот или иной

термин общеупотребительным можно толь-

ко на добровольной основе. Задача разра-

ботчиков стандартов состоит как раз в том,

чтобы дать строгое определение уже уста-

новившимся терминам.

Конечно, термины должны быть непротиво-

речивыми, логичными и желательно совпа-

дать со значением таких же терминов в дру-

гих отраслях науки и техники. Но этого все-

го еще недостаточно – термин должен быть

принят инженерным и научным сообщест-

вом. Древнекитайский философ Конфуций

утверждал, что «истинные знания – это те

знания, которые прошли через мою голову

и остановились в сердце». Наверное, луч-

ший способ выбора терминов – применение

к ним подобной формулы.

В чем же состоит задача раздела «Терми-

ны» журнала Lightwave Russian Edition? Я

полагаю, что в информировании читателей

об имеющейся терминологии и об устояв-

шихся значениях терминов. По возможности

мы будем информировать читателей о си-

нонимах приводимых терминов, а также да-

вать свои рекомендации по их употребле-

нию. На наш взгляд, важно знать о значе-

нии употребляемых терминов также и в дру-

гих, особенно смежных, областях.

Выполняя эту программу, мы решили начать

с основополагающих терминов и с вопроса:

что такое современная система связи? При-

вожу мнение одного из читателей: «В соот-

ветствии с традицией и действующими тер-

минологическими ГОСТами принято гово-

рить не о цифровых (волоконно-оптических)

системах связи, а о цифровых (волоконно-

оптических) системах передачи (заметьте,

что слово «информации» здесь отсутствует,

и по глубинным причинам притом)».

Считаю необходимым высказаться по пово-

ду приведенного мнения, тем более что его

разделяет значительная часть читателей

журнала.

Во-первых, считаю, что термин «цифровая

система связи», так же как и «аналоговая

система связи», вполне традиционен, ши-

роко распространен в научной литературе

и просто мне нравится. Этот термин осо-

бенно хорош тем, что не несет на себе ни-

какой иной смысловой нагрузки, кроме той,

что между некоторыми объектами устанав-

ливается некоторое взаимодействие. Зна-

чит, восприятие и запоминание значения

этого термина, даваемое в определении, не

будет затруднено ассоциациями с другими

его значениями.

Во-вторых, термин «волоконно-оптическая

система передачи», на мой взгляд, очень

неудачен. Если пользоваться здравым

смыслом, а не ГОСТом, то возникают два

вопроса: что система передает и куда? От-

сутствие ответа на эти вопросы насторажи-

вает. Возражение же некоторых читателей

против употребления термина «система пе-

редачи информации» убеждает, что сущест-

вуют еще ошибочные представления о том,

что система связи может передавать что-то

иное, кроме информации. К числу таких

заблуждений относится, в частности, мне-

ние, что оптические системы передачи пе-

редают сигналы. Это в корне неверно.

Думаю, не надо объяснять, что электричес-

кий и оптический сигнал – это разные сигна-

лы, да и электрические сигналы бывают

разные. В процессе распространения сигна-

лы в сложных сетях могут многократно из-

меняться, меняя не только форму, но и фи-

зическую природу. Но при этом что-то все

же сохраняется, и это что-то – значение свя-

занного с сигналом символа. Вообще это

заблуждение возможно только применитель-

но к системам кабельного телевидения или

телефонии. У пользователей компьютерных

систем никогда и сомнений не было в том,

что их системы обмениваются информацией

(данными, сообщениями), а не сигналами.

Необходимость использования хорошо раз-

работанного математического аппарата тео-

рии информации в современных направле-

ниях оптической технологии привела к появ-

лению нового направления в науке и техни-

ке – информационная оптика [1].

О запрете на использование синони*мов и об обязательности использова*ния стандартизованных терминовВ терминологических государственных

стандартах СССР, например в [3,4], утве-

рждается, что «для каждого понятия уста-

новлен один стандартизованный термин.

Применение терминов – синонимов стан-

дартизованного термина запрещается».

Однако соблюсти это требование не удает-

ся самим составителям стандартов. Так,

ГОСТ 26599-85 в пункте 11 вводит термин

«Оптическое волокно», а в пункте 12 – тер-

мин «Волоконный световод». Хотя фор-

мально в ГОСТе для этих терминов даны

разные определения, но фактически это си-

нонимы. Так какой из этих терминов запре-

О.Е. НАНИЙ, главный редактор Lightwave RE

КАКИЕ ТЕРМИНЫ УПОТРЕБЛЯТЬ?АНАЛИЗ МНЕНИЙ И ОТЗЫВОВ ЧИТАТЕЛЕЙ

«Знак – это чувственно воспринимаемое в символе» (Людвиг Витгенштейн)


Термины

Термин Определение термина

Информация

Основное понятие информатики, уточнение содержания которого не может быть достигнуто с помощьюопределения, так как последнее лишь сводило бы это понятие к другим не определенным основным поня-тиям [2]. Информация содержится в самых разнообразных сведениях, сообщениях, известиях, знаниях иумениях. Информация субъективна, зависит от подготовленности субъекта воспринимать информацию. Втаком виде понятие информации использовать в технике связи в настоящее время невозможно. Техническое значение информации основано на том, что при любых видах работы с информацией всегдаидет речь о ее представлении в виде определенных символических структур (символов, знаков). Информа-ция, представленная в символическом виде, является сообщением. Хотя соотношение между сообщениеми информацией в широком смысле не является взаимно однозначным, для технических целей термин «ин-формация» используется в значении содержания сообщения. С этой точки зрения, как заметил Жан Кокто,«величайшее литературное произведение - в принципе не что иное, как разбросанный в беспорядке алфа-вит». Для извлечения информации из сообщения необходимо использовать правило интерпретации. В технике связи используется техническое определение: информация – это содержание сообщения

СообщениеИнформация, выраженная (представленная) в определенной символической форме и предназначенная дляпередачи от источника к пользователю (тексты, фото, речь, музыка, телевизионное изображение и др.)

Символ и знак

Символ в науке (логике, математике и др.) – то же, что знак. Знаки подразделяются на языковые(входящие в некоторую знаковую систему) и неязыковые: копии (например, фотографии), признаки,символы. Создание специальных знаков, и особенно создание систем формул, обычно открывает в наукеновые возможности: рационально построенные системы знаков позволяют в обозримой форме выражатьсоотношения между изучаемыми явлениями; добиваться однозначности используемых терминов;фиксировать такие понятия, для которых в обычном языке нет словесных выражений. Элемент некоторого множества – набора знаков

Правило интерпретацииНекоторое отображение, связывающее сообщение N с информацией I, представляющее собой результатдоговоренности между отправителем и получателем сообщения или являющееся предписанием состороны отправителя

Сигнал

Физический процесс, имеющий информационное значение, установленное принятым соглашением. В информатике и технике связи термин «сигнал» употребляется в более широком смысле – как любойфизический процесс, распространяющийся в пространстве и времени, параметры которого способныотображать (содержать) сообщение

Модуляция (сигнала)Изменение некоторой физической величины (параметра сигнала) во времени, обеспечивающее передачусообщения

Параметр сигнала Характеристика сигнала, используемая для представления сообщения путем модуляции

Дискретный сигнал Сигнал, параметр которого может принимать лишь конечное число значений

Дискретное сообщениеСообщение, представленное в виде конечного числа символов, оно может быть передано с помощьюдискретных сигналов

Канал связи (физический)Протяженная в пространстве среда, через которую сигнал передается от передатчика к приемнику, суказанием диапазона изменения параметров сигнала

Код Правило отображения одного набора знаков в другой

Кодирование идекодирование

Формирование представления информации (сообщения) называется ее кодированием. В более узком смысле – переход от исходного представления (сообщения) к представлению (сообщению),удобному для хранения, передачи или обработки. Проще говоря, преобразование сообщения любого видав последовательность кодовых символов. В большинстве случаев используется система двух символов.Обратный переход к исходному представлению (сообщению) называется декодированием. В еще более узком значении – шифрование информации, декодирование – дешифрование информации

Система связиСистема, обеспечивающая возможность обмена информацией (сообщениями) между информационнымисистемами, подключенными к ее входным/выходным устройствам

Таблица 1

Термины, рекомендуемые к использованию в журнале Lightwave Russian Edition


Термины


щается применять? Все это привело к тому,

что в технической литературе утвердился

термин «оптическое волокно», а в научной

чаще используется термин «волоконный

световод». Таким образом объявленные в

свое время жесткие требования являются в

общем случае невыполнимыми. И это оче-

редная иллюстрация общеизвестного

утверждения о том, что строгость законов в

России компенсируется необязательностью

их исполнения.

Редакция журнала Lightwave Russian Edition

считает целесообразным в вопросах приме-

нения терминов исходить из принципа их

общеупотребительности, а не строгого соот-

ветствия стандартам. Мировой опыт пока-

зал, что в области связи и информационных

технологий возможен только один-един-

ственный принцип внедрения стандартов –

принцип добровольности. Очевидно, что

принцип добровольности относится и к ис-

пользованию терминологии. Неправильную

терминологию не стоит употреблять просто

потому, что иначе вас не поймут и не станут

слушать и читать, а вовсе не потому, что

так предписано стандартом (речь не идет о

служебной документации).

О сокращениях переводных терминовВажный вопрос, затронутый читателями,

связан с сокращениями переводных терми-

нов. По мнению одного из читателей, «для

таких терминов лучше всего использовать

сокращение на языке оригинала, дав один

раз развернутый перевод, и, уж конечно, не

использовать русское сокращение, даже ес-

ли оно приводится для полноты картины».

Большинство читателей солидарно с этим

мнением, однако я бы не стал становиться

на путь предписаний и запретов. Это мне-

ние надо рассматривать лишь как рекомен-

дацию. Считаю, что автор статьи должен

иметь определенную свободу в выборе сок-

ращений. Главное – не вводить в заблужде-

ние читателей и облегчать, а не затруднять

чтение статьи введенными аббревиатурами.

О необходимости использованияпонятия информацииКоэффициент ошибок приемного оптоэлект-

ронного модуля согласно [3] – это «отноше-

ние числа ошибок в цифровом сигнале

электросвязи на выходе цифрового прием-

ного оптоэлектронного модуля за заданный

интервал времени к числу символов в этом

интервале». Введенное понятие ошибки

цифрового сигнала – грубая и принципиаль-

ная ошибка. Сигнал – это физический про-

цесс, и говорить об ошибках в процессе

просто нельзя. Неточность в определении

возникла, как мне кажется, из-за запрета на

использование понятия информации. Хотя

без него все равно обойтись не удалось, так

как символы – это элементы сообщения или

некоторого представления информации. И

если уж понятие символов использовано во

второй части определения, то разумно ис-

пользовать его и в первой части.

Плохая терминология не так безобидна, как

кажется на первый взгляд. Отечественные

системы связи до сих пор не используют по-

мехозащищенное кодирование (FEC), воз-

можно, из-за того, что они не предусмотре-

ны самим определением систем передачи.

ЗаключениеТерминология – тонкий инструмент, позво-

ляющий значительно увеличить эффектив-

ность информационного обмена между

людьми. Этому способствует красочность

терминов и легкость их восприятия, т.е. од-

нозначность сопоставления их с физически-

ми процессами и запоминаемость. Редак-

ция LWRE cчитает, что наряду с предостав-

лением технической информации необходи-

мо уделять внимание вопросам облегчения

ее восприятия читателями. Поскольку пра-

вильная терминология является одним из

ключевых элементов в понимании техничес-

кой информации, то мы будем и дальше

развивать рубрику «Термины», к чему при-

зываем и вас, дорогие читатели.

Литература1. Информационная оптика / Под ред. д.ф�

м.н Н.Н. Евтихиева. М.: Иэд. МЭИ, 2000.

2. Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. Пер.

с немецкого. М.: Мир, 1976.

3. ГОСТ 26599�85 Системы передачи воло�

конно�оптические. Термины и определения.

4. ГОСТ 25462�82 Волоконная оптика. Тер�

мины и определения. М.: Стандарты, 1982.

5. Наний О.Е. Перевод международных

технических терминов и их толкование

// Lightwave Russian Edition, 2003, №1, с. 55.

Термин Определение термина

Система передачи(информации)

То же, что система связи

Волоконно-оптическаясистема передачи (ВОСП)

Система передачи, в которой все виды сигналов передают по оптическому кабелю

Сеть связи Система связи с числом входных/выходных устройств больше двух

Вход/выход системысвязи

Место подключения информационной системы к системе связи

Информационная системаАвтономная совокупность вычислительных средств, осуществляющих обработку данных прикладныхпроцессов пользователей

Компьютерная сетьНабор связанных между собой автономных компьютеров. Два компьютера называются связанными междусобой, если они способны обмениваться информацией

Метод коммутации Способ установления физического или виртуального соединения. В зависимости от метода коммутацииразличают сети с коммутацией каналов, коммутацией сообщений и коммутацией пакетов

Продолжение таблицы 1

Documents

Lightwave 2004 03