eng
14 апреля 2004 года компания Corning SNG (отделение в странах СНГ компании Corning Inc., США, – крупнейшего в мире производителя оптического волокна) провела в Москве очередной технический семинар "Развитие технологий оптической связи: 2003–2004 гг."
Во вступительном слове Арина Корнильева – директор по маркетингу и продажам в странах Восточной Европы компании Corning Optical Fiber – обрисовала ситуацию, сложившуюся на мировом рынке оптического волокна в 2003 году после снижения (почти в два раза) продаж в 2002 году.
По ее словам, операторы дальней связи страдали от избытка емкости сетей и множества конкурентов, что обусловило падение цен и снижение прибыли на вложенный капитал ниже ожидаемой. Вывод неутешительный: нужно снижать затраты на строительство сетей, а это значит отсрочить вложение средств в новое строительство и уменьшить закупки волокна, что, собственно, и произошло в 2002 году. Динамика развития производства волокна показывает, что спрос на него в 2003 снизился ( табл.1) примерно до уровня 1998 года и составил 55 млн. км (хотя в России отмечен рост на 30% при уровне примерно 900 тыс. км), а производственные мощности упали в 2003 до уровня 2000 года. Однако уровень избыточных производственных мощностей все еще велик (больше 100%).
На 2004 год в среднем прогнозируется небольшой рост спроса (до уровня в 60 млн. км, тогда как в России до уровня 1,1 млн. км).
В целом финансовое положение операторов стабилизируется благодаря проведенной реструктуризации бизнеса и долгов, а положение поставщиков оборудования – благодаря сокращению расходов и стабилизации продаж.
Выступивший затем руководитель инженерного отдела Сергей Акопов рассказал, по материалам ежегодной оптоволоконной конференции "OFC-04", о разработке и испытаниях новых волокон ведущими научными центрами, в частности о фотонно-кристаллических волокнах. Кроме этого, во второй части семинара он осветил инженерные проблемы, связанные с применением оптических волокон, а также измерительные аспекты использования бриллюэновского рефлектометра в сетях связи.
В 2004, как и в 2003 году, во всем мире продолжается рост услуг широкополосного доступа, в частности активно развивается услуга "волокно в дом" (FTTH). Наиболее амбициозные планы развития FTTH представила Япония в своей программе "Электронная Япония". В России есть аналогичная программа, однако о ее успехах в этой области практически не слышно.
Компания Corning в поддержку развития этой услуги, а именно расширения использования сетей кабельного телевидения (КТВ) и пассивных оптических сетей (ПОС), разработала новое одномодовое волокно NexCor, которое полностью совместимо с широко распространенным стандартным одномодовым волокном SMF-28e той же компании. При использовании инновационной технологии MaxPower волокно NexCor позволяет преодолеть основное ограничение аналоговых сетей (вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна – ВРМБ) и передавать сигналы в два раза большей мощности (+3 дБ) при том же уровне мощности отраженного сигнала, что позволяет в сетях КТВ в два раза увеличить коэффициент разветвления полезного сигнала в распределительной сети, т.е. в два раза увеличить число обслуживающих ТВ-абонентов при сохранении стандартного уровня качества ТВ-сигнала.
С двумя интересными и содержательными докладами, поясняющими суть проведенных инноваций, выступил технический специалист компании Джим Грошинский (James M. Grochjcinski, PhD).
В первом докладе "Бриллюэновское рассеивание (SBS) в оптических волокнах" был подробно рассмотрен механизм спонтанного и вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (РМБ) – одного из нелинейных пороговых эффектов (см. вставку), наблюдаемых в оптическом волокне при воздействии на него светового потока определенной (выше пороговой) мощности. Пороговый уровень для ВРМБ в одномодовом волокне довольно низок и для непрерывной накачки составляет всего 1 мВт. Если мощность излучения в волокне превышает этот порог, то часть мощности преобразуется в стоксово излучение, распространяющееся в обратном направлении. Это приводит к тому, что, во-первых, мощность принимаемого сигнала оказывается меньше ожидаемой, во-вторых, стоксово излучение, направленное в сторону передатчика, может нарушить его работу. Ясно, что избежать этого можно путем увеличения порога ВРМБ. Исследования показывают, что наиболее низкий порог и максимальный эффект усиления за счет ВРМБ соответствуют непрерывному входному излучению, что имеет место в аналоговых сетях КТВ. В результате аналоговые оптоволоконные сети КТВ стали первыми системами, которые столкнулись с действием ВРМБ, уменьшающим уровень сигнала на приемном конце (у клиентского ТВ), что привело к уменьшению коэффициента разветвления полезного сигнала в распределительной сети до 16.
Снижение усиления и соответственно рост порога ВРМБ происходит при цифровой передаче, причем увеличение скорости цифровой передачи также приводит к увеличению порога. Более того, если длительность импульсов накачки (входной последовательности) становится меньше времени жизни акустического фонона (порядка 1 нс), то ВРМБ практически не возникает. Однако эти меры не применимы к аналоговым оптоволоконным сетям КТВ.
Известно, также, что для аналоговых систем (в случае непрерывной накачки) усиление ВРМБ понижается, а его порог повышается, если ширина излучения накачки (входного сигнала) превышает ширину излучения ВРМБ (стоксовой компоненты). Этот факт наталкивает еще на два решения, повышающие порог ВРМБ, – искусственное уширение спектра источника и периодическое изменение центральной частоты излучения источника, так называемый дитеринг (dithering – размывание).
Признавая указанные меры в качестве возможных решений проблемы повышения порога ВРМБ и увеличения тем самым уровня сигнала на выходе клиентского ТВ-приемника, компания Corning предложила свой уникальный метод повышения вдвое порога ВРМБ, разработав специальное волокно NexCor. Созданию такого волокна и его свойствам был посвящен второй доклад Джима Грошинского – "Волокно Corning NexCor".
Автор не раскрывал технологических тонкостей производства волокна, а также того, за счет чего же достигнуто повышение порога ВРМБ, сославшись на коммерческую тайну. Известно, однако, что общий подход при решении проблемы повышения порога за счет кабельной сети состоит в том, что оптический кабель делится на секции, свойства волокна в которых имеют отличия для рассогласования звуковых волн, на которых собственно и происходит дифракция входной волны. Однако строительная длина нового волокна такая же, что и у прототипа стандартного волокна Corning SMF-28e, следовательно, специальное секционирование не проводится, но можно предположить, что свойства волокна каким-то образом меняются по длине для осуществления требуемого рассогласования звуковых волн.
Сравнение параметров волокон Corning NexCor и SMF-28e приведено в табл.2. В целом же волокно NexCor имеет следующие основные особенности:
· волокно относится к категории стандартных одномодовых ОВ, соответствующих стандарту ITU-T G.652.D;
· оно полностью совместимо с волокном-прототипом Corning SMF-28e и может быть использовано в любой части сети вместо SMF-28e без ухудшения основных параметров;
· волокно может передавать удвоенную (+22 дБм), по сравнению со стандартным ОМ-волокном (+17 дБм), мощность, в системах аналогового ТВ и в ПОС, так как порог ВРМБ в нем повышен тоже в два раза (+3 дБ);
· волокно находится в производстве и полностью сертифицировано (результаты тестирования показали также соответствие стандартам: TIA/EIA-492CAAB, IEC 60793-2-50 (B1.3 Fibers), Telcordia GR-20 (Issue 2).
Указанное волокно, будучи использовано в сетях аналогового КТВ, позволяет увеличить коэффициент разветвления полезного сигнала в распределительной сети с 16 до 32, удвоив тем самым число подключаемых ТВ-клиентов.
ЭФФЕКТ ВРМБ
Сущность эффекта ВРМБ (см.: Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. – М.: Мир, 1996) в следующем. Электрическое поле E падающей волны wp (называемой обычно накачкой) в результате электрострикции создает в оптической среде периодически меняющееся давление p, пропорциональное коэффициенту электрострикции g и E2. Это давление p вызывает периодическую модуляцию показателя преломления с частотой wA, создавая акустическую волну, распространяющуюся со звуковой скоростью nA (акустическая волна эквивалентна брэгговской дифракционной решетке). В результате взаимодействия падающей и акустической волн возникает разностная частота – стоксова волна – ws, которая распространяется в противоположном (по отношению к падающей волне) направлении.
Другими словами, динамическая (движущаяся) дифракционная решетка отражает (рассеивает в результате брэгговской дифракции) часть падающей волны, причем частота последней испытывает доплеровский сдвиг в низкочастотную область на величину wA, т.е. ws = wp – wA. На языке квантовой механики такое рассеяние, вызванное взаимодействием падающей и акустической волн, описывается как аннигиляция фотона накачки (падающей волны) с одновременным появлением стоксова фотона и акустического фонона. Частота ¦A = wA/2p, подсчитанная на основании уравнения брэгговской дисперсии, дает для оптического волокна (lp = 1550 нм, n = 1,45 и nA = 5,96 км/с) величину сдвига 11,1 ГГц .
По ее словам, операторы дальней связи страдали от избытка емкости сетей и множества конкурентов, что обусловило падение цен и снижение прибыли на вложенный капитал ниже ожидаемой. Вывод неутешительный: нужно снижать затраты на строительство сетей, а это значит отсрочить вложение средств в новое строительство и уменьшить закупки волокна, что, собственно, и произошло в 2002 году. Динамика развития производства волокна показывает, что спрос на него в 2003 снизился ( табл.1) примерно до уровня 1998 года и составил 55 млн. км (хотя в России отмечен рост на 30% при уровне примерно 900 тыс. км), а производственные мощности упали в 2003 до уровня 2000 года. Однако уровень избыточных производственных мощностей все еще велик (больше 100%).
На 2004 год в среднем прогнозируется небольшой рост спроса (до уровня в 60 млн. км, тогда как в России до уровня 1,1 млн. км).
В целом финансовое положение операторов стабилизируется благодаря проведенной реструктуризации бизнеса и долгов, а положение поставщиков оборудования – благодаря сокращению расходов и стабилизации продаж.
Выступивший затем руководитель инженерного отдела Сергей Акопов рассказал, по материалам ежегодной оптоволоконной конференции "OFC-04", о разработке и испытаниях новых волокон ведущими научными центрами, в частности о фотонно-кристаллических волокнах. Кроме этого, во второй части семинара он осветил инженерные проблемы, связанные с применением оптических волокон, а также измерительные аспекты использования бриллюэновского рефлектометра в сетях связи.
В 2004, как и в 2003 году, во всем мире продолжается рост услуг широкополосного доступа, в частности активно развивается услуга "волокно в дом" (FTTH). Наиболее амбициозные планы развития FTTH представила Япония в своей программе "Электронная Япония". В России есть аналогичная программа, однако о ее успехах в этой области практически не слышно.
Компания Corning в поддержку развития этой услуги, а именно расширения использования сетей кабельного телевидения (КТВ) и пассивных оптических сетей (ПОС), разработала новое одномодовое волокно NexCor, которое полностью совместимо с широко распространенным стандартным одномодовым волокном SMF-28e той же компании. При использовании инновационной технологии MaxPower волокно NexCor позволяет преодолеть основное ограничение аналоговых сетей (вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна – ВРМБ) и передавать сигналы в два раза большей мощности (+3 дБ) при том же уровне мощности отраженного сигнала, что позволяет в сетях КТВ в два раза увеличить коэффициент разветвления полезного сигнала в распределительной сети, т.е. в два раза увеличить число обслуживающих ТВ-абонентов при сохранении стандартного уровня качества ТВ-сигнала.
С двумя интересными и содержательными докладами, поясняющими суть проведенных инноваций, выступил технический специалист компании Джим Грошинский (James M. Grochjcinski, PhD).
В первом докладе "Бриллюэновское рассеивание (SBS) в оптических волокнах" был подробно рассмотрен механизм спонтанного и вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (РМБ) – одного из нелинейных пороговых эффектов (см. вставку), наблюдаемых в оптическом волокне при воздействии на него светового потока определенной (выше пороговой) мощности. Пороговый уровень для ВРМБ в одномодовом волокне довольно низок и для непрерывной накачки составляет всего 1 мВт. Если мощность излучения в волокне превышает этот порог, то часть мощности преобразуется в стоксово излучение, распространяющееся в обратном направлении. Это приводит к тому, что, во-первых, мощность принимаемого сигнала оказывается меньше ожидаемой, во-вторых, стоксово излучение, направленное в сторону передатчика, может нарушить его работу. Ясно, что избежать этого можно путем увеличения порога ВРМБ. Исследования показывают, что наиболее низкий порог и максимальный эффект усиления за счет ВРМБ соответствуют непрерывному входному излучению, что имеет место в аналоговых сетях КТВ. В результате аналоговые оптоволоконные сети КТВ стали первыми системами, которые столкнулись с действием ВРМБ, уменьшающим уровень сигнала на приемном конце (у клиентского ТВ), что привело к уменьшению коэффициента разветвления полезного сигнала в распределительной сети до 16.
Снижение усиления и соответственно рост порога ВРМБ происходит при цифровой передаче, причем увеличение скорости цифровой передачи также приводит к увеличению порога. Более того, если длительность импульсов накачки (входной последовательности) становится меньше времени жизни акустического фонона (порядка 1 нс), то ВРМБ практически не возникает. Однако эти меры не применимы к аналоговым оптоволоконным сетям КТВ.
Известно, также, что для аналоговых систем (в случае непрерывной накачки) усиление ВРМБ понижается, а его порог повышается, если ширина излучения накачки (входного сигнала) превышает ширину излучения ВРМБ (стоксовой компоненты). Этот факт наталкивает еще на два решения, повышающие порог ВРМБ, – искусственное уширение спектра источника и периодическое изменение центральной частоты излучения источника, так называемый дитеринг (dithering – размывание).
Признавая указанные меры в качестве возможных решений проблемы повышения порога ВРМБ и увеличения тем самым уровня сигнала на выходе клиентского ТВ-приемника, компания Corning предложила свой уникальный метод повышения вдвое порога ВРМБ, разработав специальное волокно NexCor. Созданию такого волокна и его свойствам был посвящен второй доклад Джима Грошинского – "Волокно Corning NexCor".
Автор не раскрывал технологических тонкостей производства волокна, а также того, за счет чего же достигнуто повышение порога ВРМБ, сославшись на коммерческую тайну. Известно, однако, что общий подход при решении проблемы повышения порога за счет кабельной сети состоит в том, что оптический кабель делится на секции, свойства волокна в которых имеют отличия для рассогласования звуковых волн, на которых собственно и происходит дифракция входной волны. Однако строительная длина нового волокна такая же, что и у прототипа стандартного волокна Corning SMF-28e, следовательно, специальное секционирование не проводится, но можно предположить, что свойства волокна каким-то образом меняются по длине для осуществления требуемого рассогласования звуковых волн.
Сравнение параметров волокон Corning NexCor и SMF-28e приведено в табл.2. В целом же волокно NexCor имеет следующие основные особенности:
· волокно относится к категории стандартных одномодовых ОВ, соответствующих стандарту ITU-T G.652.D;
· оно полностью совместимо с волокном-прототипом Corning SMF-28e и может быть использовано в любой части сети вместо SMF-28e без ухудшения основных параметров;
· волокно может передавать удвоенную (+22 дБм), по сравнению со стандартным ОМ-волокном (+17 дБм), мощность, в системах аналогового ТВ и в ПОС, так как порог ВРМБ в нем повышен тоже в два раза (+3 дБ);
· волокно находится в производстве и полностью сертифицировано (результаты тестирования показали также соответствие стандартам: TIA/EIA-492CAAB, IEC 60793-2-50 (B1.3 Fibers), Telcordia GR-20 (Issue 2).
Указанное волокно, будучи использовано в сетях аналогового КТВ, позволяет увеличить коэффициент разветвления полезного сигнала в распределительной сети с 16 до 32, удвоив тем самым число подключаемых ТВ-клиентов.
ЭФФЕКТ ВРМБ
Сущность эффекта ВРМБ (см.: Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. – М.: Мир, 1996) в следующем. Электрическое поле E падающей волны wp (называемой обычно накачкой) в результате электрострикции создает в оптической среде периодически меняющееся давление p, пропорциональное коэффициенту электрострикции g и E2. Это давление p вызывает периодическую модуляцию показателя преломления с частотой wA, создавая акустическую волну, распространяющуюся со звуковой скоростью nA (акустическая волна эквивалентна брэгговской дифракционной решетке). В результате взаимодействия падающей и акустической волн возникает разностная частота – стоксова волна – ws, которая распространяется в противоположном (по отношению к падающей волне) направлении.
Другими словами, динамическая (движущаяся) дифракционная решетка отражает (рассеивает в результате брэгговской дифракции) часть падающей волны, причем частота последней испытывает доплеровский сдвиг в низкочастотную область на величину wA, т.е. ws = wp – wA. На языке квантовой механики такое рассеяние, вызванное взаимодействием падающей и акустической волн, описывается как аннигиляция фотона накачки (падающей волны) с одновременным появлением стоксова фотона и акустического фонона. Частота ¦A = wA/2p, подсчитанная на основании уравнения брэгговской дисперсии, дает для оптического волокна (lp = 1550 нм, n = 1,45 и nA = 5,96 км/с) величину сдвига 11,1 ГГц .
Отзывы читателей
