lightwave 2007 02

№2 2007

НОВОСТИ OFC/NFOECНОВОСТИ OFC/NFOEC

ТЕМА НОМЕРА:

«СЕТИ ДАЛЬНЕЙСВЯЗИ»

ПЕРСПЕКТИВЫ 40 ГБИТ/СПЕРСПЕКТИВЫ 40 ГБИТ/С

ТЕМА НОМЕРА:

«СЕТИ ДАЛЬНЕЙСВЯЗИ»

40 ГБИТ/С: НОВЫЕ ШАГИ40 ГБИТ/С: НОВЫЕ ШАГИ

ROADM: ОПЦИЯ ИЛИ НЕОБХОДИМОСТЬ?ROADM: ОПЦИЯ ИЛИ НЕОБХОДИМОСТЬ?

УСТРОЙСТВА С ПЕРЕСТРОЙКОЙ ДЛИНЫВОЛНЫ СТИМУЛИРУЮТ РАСШИРЕНИЕТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ УСЛУГ

УСТРОЙСТВА С ПЕРЕСТРОЙКОЙ ДЛИНЫВОЛНЫ СТИМУЛИРУЮТ РАСШИРЕНИЕТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ УСЛУГ

1www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE Russian Edition №2 2007

№2 2007

ССооддеерржжааннииее

3 Новости OFC

5 Новости

1 1 Экономика

❑ Возрождение рынка подводных

кабелей

❑ Перспективы сорока гигабит

в секунду

❑ Стратегия развития оптических техно-

логий в сетях связи нового поколения

20 Интернет-директории

21 WDM и оптические сети связи

❑ Коммутация Ethernet второго уровня

на основе DWDM

❑ 40 Гбит/с: новые шаги

28 Практический опыт

❑ ROADM: опция или необходимость?

30 Кабели

❑ Эволюция характеристик затухания

одномодовых ОВ, применяемых на сети

связи России

❑ Оплавление диэлектрического опти-

ческого кабеля, подвешенного на же-

лезнодорожных опорах, под действием

электротермической деградации

❑ Применение механических соедините-

лей оптических волокон при сооружении

сетей FTTH

❑ Многомодовые оптические волокна,

оптимизированные для работы с лазер-

ными источниками

46 Измерительная техника

❑ Мониторинг работы в реальном вре-

мени позволяет использовать преиму-

щества реконфигурируемых оптических

сетей

50 Новые продукты

53 Адресная книга

55 Основы ВОЛС

❑ Нарушенное полное внутреннее

отражение

Оформление подписки:• на почтовых отделениях

через агентство «Роспечать»,подписной индекс 36222;

• через агентство«Интер-Почта-2003»тел.: (495) 500-00-60, www.interpochta.ru

• через редакцию:тел.: (495) 505-57-53

Мониторинг реконфи-гурируемых оптических

сетей

стр. 46

40 Гбит/с: новые шагистр. 25

Передающая средас незатухающим

сигналом

стр. 8

Обложка: Дмитрий Дуев

Научно�технический журнал №2/2007

Издается с 2003 года.Выходит 4 раза в год.

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

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

Главный редактор:Олег НанийТел.: (495) [email protected]

Заместитель генерального директора(маркетинг и реклама):Елена ШевелеваТел.: (495) [email protected]

Заведующий редакцией:Елена Дроздова

Ответственный секретарь:Марина КозловаТел.: (495) [email protected]

Редакторы:Иван Таначев,Рустам Убайдуллаев,Сергей Мифтяхетдинов

Верстка и дизайн:Анна Лазарева,Дмитрий Дуев

Для писем:Россия, 119311, Москва, а/я 107

Подписано в печать 9.06.2007. Формат 60х90/8.Гарнитура Helios. Печать офсетная.Бумага мелованная. Печ. л. 7,0. Тираж 4000 экз. Заказ № ---

Отпечатанов ООО «Типография «БДЦ-Пресс»Москва, Остаповский проезд, д. 5, стр. 6Тел./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», 2007

2 www.lightwave-russia.com LIGHTWAVE Russian Edition №2 2007

Тема второго номера – «Сети дальней связи» – позволяет обсудить об�щие тенденции внедрения новых технологий и повышения эффективнос�ти работы сетей связи на основе этих технологий. Действительно, имен�но в сетях дальней связи первоначально внедряются самые передовыетехнологии, обеспечивающие увеличение не только скорости и дальнос�ти передачи, но и оперативности обработки информации в узлах сети.Самыми «горячими» темами этого года наряду с FTTx стали переход нановые, более высокие скорости передачи по каждому каналу (40 Гбит/си даже 100 Гбит/с), а также внедрение автоматически перенастраивае�мых и переключаемых оптических узлов. Все больший интерес вызы�вают устройства быстрой коммутации, способные работать в режимах

коммутации всплесков данных, а в перспективе – в режиме оптической коммутации паке�тов (о первом коммерческом устройстве коммутации всплесков данных можно прочесть встатье «Компания Matisse Networks овладевает технологией оптической коммутациивсплесков данных» на с. 10).Судя по всему, хотя и с опозданием, но начинается переход на канальную скорость пере�дачи 40 Гбит/с, который ожидался еще в 2000 г. Задержка внедрения новой скорости былавызвана наряду с экономическими факторами большей сложностью перехода от 10 к40 Гбит/с, чем предыдущего перехода от 2,5 Гбит/с к 10 Гбит/с. Но сегодня операторы свя�зи уже настроены на такой переход (подробнее см. статьи М. Фюллер «Перспективы соро�ка гигабит в секунду» на с. 15 и М. Траверсо «40 Гбит/с: новые шаги» на с. 25).Главное преимущество высоких канальных скоростей операторы связи видят в упроще�нии управлением сетью. Простоте управления способствуют также внедрение перенаст�раиваемых оптических узлов и переход на технологию коммутации пакетов. По мнениюДж. Мэддокса, «в настоящее время наблюдается быстрый переход от использования тех�нологии SDH для построения транспортных сетей к технологии DWDM, обладающей су�щественно большей масштабируемостью» (изложение доклада «Стратегия развития оп�тических технологий в сетях связи нового поколения», с. 17). Продолжает тему статья«Коммутация Ethernet второго уровня на основе DWDM» на с. 21. О том, как использова�ние перестраиваемых узлов облегчает внедрение новых услуг, можно прочесть на с. 46 встатье «Мониторинг работы в реальном времени позволяет использовать преимуществареконфигурируемых оптических сетей».В целом можно заметить, что этап эволюционного и неторопливого развития оптических се�тей связи закончился и начинается интересное время быстрых революционных изменений.

От редактора

Главное требование к рукописям – интересный и актуальный материал.

Рукописи проходят обязательное рецензирование. К публикации принимаются статьи,

получившие положительный отзыв рецензента.

Требования к рукописям см. на сайте журнала www.lightwave-russia.com

Принимаются статьи по всем областям волоконно-оптической связи

Журнал Lightwave Russian Editionприглашает специалистов стать авторами

обзорно-аналитических статей


Новости OFC

С 25 по 30 марта 2007 года в Анахайме (США) состоялась традиционная международная

конференция и выставка по волоконно�оптической связи OFC

(Optical Fiber Communication conference and exposition)

Конференция и выставка OFC/NFOEC

Международная конференция OFC (Optical

fiber communication), проводимая совмест-

но с национальной конференцией NFOEC

(National fiber optic engineers conference) ос-

тается крупнейшим форумом в области во-

локонно-оптической связи, охватывающим

научные, промышленные и экономические

аспекты отрасли. Традиционно одновре-

менно с форумом проходит выставка. Ты-

сячи участников и посетителей выставки и

конференции могут как ознакомиться с

последними разработками и тенденциями

рынка, так и получить информацию о су-

ществующих коммерческих продуктах, ши-

роко представленных на стендах компаний.

Число посетителей (13 тысяч человек) и

участников выставки (более шестисот) со-

ответствовало уровню прошлого года.

Основной темой и выставки и конференции

OFC/NFOEC этого года стала технология

FTTP (и/или FTTx). Так или иначе вопросы,

связанные с FTTP, затрагивались почти на

всех сессиях конференции, а оборудование

для этой технологии демонстрировалось на

стендах более чем половины участников

выставки. Другими важными темами кон-

ференции в 2007 г. стали реконфигурируе-

мость, новые форматы и 40 Гбит/с.

Безусловными лидерами внедрения FTTP в

США являются два гиганта, образовавшиеся

в результате крупных поглощений и слия-

ний: Verizon и AT&T. Захватывают воображе-

ние крупнейшие начинания этих компаний в

области FTTP: FiOS компании Verizon и

Lightspeed компании AT&T. Объемы финан-

сирования этих проектов, масштабы прово-

димых мероприятий и число вовлеченных

пользователей беспрецедентны. Эти проек-

ты способны изменить лицо телекоммуника-

ций. Тенденции и успехи (или неудачи) этих

программ будут определять направления

развития и успехи отрасли в целом.

По-видимому, Verizon уверенно и настойчи-

во распространяет зону охвата FiOS [1]. К

концу 2006 г. 2,4 миллиона домов были ох-

вачены FiOS и около 10% от этого числа

пользовались услугой видео (подробнее см.

статью [2] в разделе «Практический опыт»).

Однако AT&T, похоже, до сих пор на началь-

ном этапе или, возможно, на этапе приня-

тия окончательного решения в отношении

используемой технологии.

Основной вопрос в принятии долгосрочных

технологических решений – насколько будет

пользоваться спросом в локальных сетях

широкая полоса пропускания. На рис. 1 при-

веден график из доклада Informational

Gatekeepers «Какой ширины полосы доста-

точно для сетей доступа».

Как следует из графика, необходи-

мость расширения полосы пропус-

кания в сетях доступа будет связа-

на с видео высокого разрешения, а

голосовая связь и высокоскорост-

ной обмен информацией будут иг-

рать второстепенную роль. Кроме

того, многие из ныне используе-

мых технологий не смогут соответ-

ствовать новым требованиям к ши-

рине полосы пропускания. В конте-

ксте этого прогноза FTTP стано-

вится особенно важной.

В отношении FTTP в оптике одной

из областей, вызывающих наиболь-

шее беспокойство, является тестиро-

вание и измерение. Эти проблемы многосто-

ронни и касаются разработки компонент, соз-

дания инфраструктуры и, возможно, наибо-

лее серьезной проблемы, которая появится

при широком распространении FTTP, –

эксплуатационных работ (OAM&P). Многие

стенды в этом году были посвящены реше-

нию данной проблемы.

Технология FTTP предъявляет новые требова-

ния и к элементам оптической кабельной инф-

раструктуры, и к активному оборудованию.

Одно из специфических для сетей доступа и

даже в большей степени для локальных сетей

требование – малые изгибные потери. Соот-

ветствующие оптические волокна разработа-

ны и демонстрировались на стендах компаний

OFS, Corning и Draka Comteq Optical Fibre.

Технологические тенденции

Как показал нынешний форум OFC/NFOEC, в

оптоволоконной отрасли происходят действи-

Рис. 1. Прогноз роста потребности в полоседля широкополосных приложений

тельно крупные изменения. Одно из серьез-

ных изменений – переход от сетей с фиксиро-

ванными соединениями к перенастраивае-

мым (реконфигурируемым). Другой шаг – за-

мена 10-гигабитных интерфейсов на 40-гига-

битные. Несмотря на то что оба эти события

обсуждались на основных форумах по теле-

коммуникациям уже в течение нескольких

лет, осталось немало нерешенных проблем.

Тем не менее, хотя обсуждение технологий

«следующего поколения» не закончилось, са-

ми технологии продолжают развиваться. Про-

изводители оборудования уверены, что время

новых технологий уже пришло и на

OFC/NFOEC этого года продемонстрировали

многие продукты для перенастраиваемых се-

тей и высокоскоростных интерфейсов. Kailight

Photonics выпустила компактный перестраи-

ваемый ретранслятор, а также два 40-гигабит-

ных ретранслятора. Ibsen Photonics предста-

вила новый образец своих решеток, работаю-

щий в более широком спектральном диапазо-

не, для использования в ROADM. Среди про-

дуктов Neophotonics – ROADM, динамические

выравниватели каналов и перестраиваемые

лазеры. Teleoptix привезла системы для обес-

печения 40 Гбит/с. Из оборудования для высо-

коскоростных соединений небольшой протя-

женности следует обратить внимание на про-

дукцию Phyworks и Zarlink, а также образцы

оборудования для 100-гигабитного Ethernet,

продемонстрированные компанией Avago.

Перенастраиваемые сети стали обыден-

ностью. Фактически в 2006 г. выручка от

продаж основных компонент для перестраи-

ваемых сетей (включая перестраиваемые

оптические мультиплексоры ввода-вывода –

ROADM, перестраиваемые ретрансляторы и

динамические усилители) впервые превыси-

ла выручку от продаж компонент для фик-

сированных сетей. На пути к перестройке

пройден перевал. Компания Ovum-RHK счи-

тает переходным 2005-й год, за который

спрос на динамические оптические компо-

ненты вырос более чем на 100%.

Реконфигурируемость активно обсуждалась

на OFC/NFOEC еще в прошлом году. И в

этом году она не утеряла актуальности, а,

напротив, стала еще более насущным воп-

росом. Мониторинг оптических каналов по-

могает гарантировать правильную работу

сети, так же как стратегии управления

сетью и программное обеспечение, которое

позволит операторам подключить реконфи-

гурируемость таким образом, что она вызо-

вет меньше проблем, чем задача, которую с

ее помощью пытаются решить.

Спрос на сетевую динамичность отражает,

в частности, такой важный показатель, как

быстрый рост рыночного сегмента ROADM.

Поскольку ROADM значительно дороже

своих аналогов для фиксированных сетей,

этот всплеск спроса предвещает масштаб-

ный переход на перенастраиваемые дина-

мические сети.

Однако еще не решены все проблемы, затро-

нутые в технических дискуссиях прошлого го-

да. Технические специалисты еще не разоб-

рались, как в конечном счете должна быть

организована перестраиваемая оптическая

сеть. Договорились, что это полезная вещь,

поверили, что перестраиваемость компонент

упрощает и совершенствует оборудование,

даже если не нужно менять схемы трафика.

Но, возможно, отрасль продемонстрировала

поразительную самоуверенность и поторопи-

лась с внедрением перестраиваемых систем

и увеличением скорости передачи.

Сети дальней связи на пути повышения ско-

рости передачи данных с 10 до 40 Гбит/с

продвинулись не так далеко. Тут еще боль-

ше нерешенных проблем. Продолжаются ак-

тивные дебаты о предпочтительном форма-

те модуляции и о поляризационной модовой

дисперсии. Тем не менее первая волна внед-

рения 40 Гбит/с близится, и многочисленные

операторы надеются ввести свои системы в

эксплуатацию хотя бы в ограниченном виде

уже в следующие несколько лет. Операторы

выразили надежду, что вендоры за это вре-

мя найдут решение проблем. При этом, хотя

40 Гбит/с едва делают первые шаги, уже ак-

тивно обсуждаются будущие 100 Гбит/с.

Разработчики действительно заглядывают

далеко вперед. Нацеленность крупнейших

компаний на использование все более высо-

ких скоростей передачи продемонстрирова-

ли доклады о новых рекордах абсолютной

скорости передачи информации. Напомним,

что после почти пятилетнего затишья, на

конференции ECOC-2006 в докладах на

постдедлайн-секции было объявлено о дос-

тижении абсолютных скоростей передачи

информации 12,3 Тбит/с (группа компаний в

составе Lucent, NICT и Sumitomo) и 14 Тбит/с

(NTT) [3, 4]. Спустя всего полгода на OFC-

2007 абсолютные скорости передачи были

почти удвоены. Новый рекорд скорости сос-

тавляет 25,6 Тбит/с и принадлежит теперь

группе компаний в составе Alcatel – Lucent,

NICT и Sumitomo [5], а компания NTT переш-

ла со скоростью 20,4 Тбит/с на второе место

[6]. Новые рекорды получены при использо-

вании исключительно высоких скоростей пе-

редачи информации по каждому спектраль-

ному каналу (примерно 100 Гбит/с) и новых

форматов модуляции [3–6].

Устойчивые к дисперсии технологии

для высокоскоростных коммуникаций

Альтернативы традиционному модуляцион-

ному формату NRZ для поддержания высо-

коскоростной работы в сети вызывают боль-

шой интерес – особенно теперь, когда на оп-

тическом форуме по межсетевому взаимо-

действию (OIF) рабочая группа по физичес-

кому слою соединения сделает оценку этих

форматов, чтобы помочь сектору стандарти-

зации телекоммуникаций ITU (ITU-T) разра-

ботать спецификацию для 10-км интерфейса

для передачи 40 Гбит/с. Вендоры ретрансля-

торов и системотехнические фирмы начали

исследования этих форматов. На выставке

уже были представлены приемо-передаю-

щие модули, использующие дуобинарный

формат и другие новейшие форматы. Став-

ки на специфический формат сейчас могут

быть рискованными, но риск оправдан, так

как какой бы формат OIF не порекомендова-

ла для новой 10-км спецификации, он не-

медленно займет передовые позиции.

Конечно, устойчивость к дисперсии не толь-

ко позволит передавать 40 Гбит/с и более

быстрый трафик по существующим соеди-

нениям, она поможет также передавать и

10 Гбит/с на большие расстояния. Для таких

приложений эксперты ожидают увидеть воз-

никновение новых модуляционных форма-

тов в паре с электронной компенсацией

дисперсии [7]. Устойчивость к дисперсии

важна и для других приложений.


Новости OFC

Рис. 2. На стенде компании EXFOдемонстрировалось измеритель�ное оборудование, предназначен�ное для сетей широкополосногодоступа


Новости

OIF (Optical internetworking forum) – оптичес-

кий форум по межсетевому взаимодействию

был организован для облегчения и ускоре-

ния развития оптических технологий для се-

тей Интернет.

Литература

1. Харди С. Конференция FTTH показала

прогресс в использовании технологии //

Lightwave Russian Edition, 2007, № 1, с. 4.

2. Величко М. ROADM. Опция или необхо�

димость? // Lightwave Russian Edition,

2007, № 2, с. 28.

3. Akihido Sano et al. 14�Tb/s (140 x 111�Gb/s

PDM/WDM) CSRZ�DQPSK Transmission over

160 km Using 7�THz Bandwidth Extended L�Band

EDFAs // Proc. ECOC 2006, paper Th4.1.1.

4. Gnauck A.H. et al. 12.3�Tb/s C�Band

DQPSK Transmission at 3.2 b/s/Hz Spectral

Efficiency // Proc. ECOC 2006, paper Th4.1.2.

5. Gnauck A.H. et al. 25.6�Tb/s C+L�Band

Transmission of Polarization Multiplexed RZ�

DQPSK Signals // Proc. OFC/NFOEC, PDP19.

6. Akihido Sano et al. 20.4�Tb/s (204 x 111

Gb/s) Transmission over 240 km Using

Bandwidth�Maximized Hybrid Raman/EDFAs //

Proc. OFC/NFOEC, PDP20.

7. Величко М.А. Электронные методы компен�

сации дисперсии в оптических линиях связи //


Во время проведения 19-й Международ-

ной выставки «Связь-Экспокомм» (14–18

мая 2007 г., Москва) журналом «LIGHT-

WAVE RUSSIAN EDITION (RE)» был орга-

низован круглый стол по проблемам и

перспективам развития оптических кабе-

лей (ОК) в России.

В круглом столе приняли участие наибо-

лее активные участники этого сегмента

телекоммуникационного рынка – руково-

дители и представители основных рос-

сийских кабельных заводов, выпускающих

ОК, представители зарубежных фирм-пос-

тавщиков оптических волокон, материа-

лов и компонентов ОК и технологического

оборудования.

Практически первый раз собрались руково-

дители кабельных заводов, выпускающих

ОК, для обсуждения проблем их производ-

ства и перспектив развития.

Участниками круглого стола отмечено, что

14 отечественных кабельных заводов, про-

изводящих ОК, выпускают сегодня практи-

чески весь необходимый российским пот-

ребителям ассортимент от абонентских ОК

до ОК, встроенных в грозозащитный трос

для линий электропередач, и ОК морской

прокладки. В то же время мощности и тех-

нологические возможности российских ка-

бельных заводов по производству ОК за-

метно различаются; различается также их

испытательное оборудование. Имеются оп-

ределенные проблемы и с используемыми

методиками испытаний ОК: российские

стандарты по испытаниям ОК в значитель-

ной мере устарели, стандарты же МЭК в

ряде случаев оговаривают, что конкрети-

зация методик испытаний ОК должна осу-

ществляться конкретными изготовителя-

ми. Практически каждый отдельный ка-

бельный завод-изготовитель ОК пользует-

ся сегодня собственной интерпретацией

методик испытаний ОК, в результате чего

результаты испытаний, проведенных раз-

личными кабельными заводами, не всегда

сопоставимы.

Озабоченность участников круглого стола

вызывает также предстоящее вступление

России в ВТО, которое приведет к усиле-

нию конкуренции с зарубежными произ-

водителями кабеля. Причем российские

производители ОК окажутся в худших ус-

ловиях из-за 5%-ной пошлины на опти-

ческое волокно.

Участники круглого стола выразили мнение

о необходимости координировать методики

испытаний ОК разных заводов-изготовите-

лей и унифицировать маркообразование

кабеля. До настоящего времени отсутству-

ют единая система цветовой маркировки

оптических волокон, единая система марки-

ровки типов оптических волокон, использу-

емых в составе ОК, единая система марко-

образования ОК, что создает проблемы как

для потребителей, так и для заводов по

производству ОК.

Итоги круглого стола

1. Участники приветствовали инициативу

журнала «LIGHTWAVE RE» по проведению

круглого стола по проблемам и перспекти-

вам развития производства оптических ка-

белей в России и выразили мнение о целе-

сообразности организации таких встреч на

регулярной основе. Организация площадки

для обсуждения указанных вопросов на ба-

зе журнала «LIGHTWAVE RE» удовлетвори-

ла всех участников круглого стола.

2. Было выражено общее мнение участни-

ков круглого стола о необходимости коор-

динации этого процесса (создание коор-

динационного центра), главное требова-

ние к которому – независимость и компе-

тентность, отсутствие подчиненности име-

ющимся на сегодняшний день структурам

(ассоциациям), в той или иной степени

разделяющим заводы-изготовители ОК на

отдельные группы.

3. Одной из основных задач координаци-

онного центра считать создание испыта-

тельного центра (лаборатории), который

обеспечил бы в интересах всех заводов-

изготовителей:

• разработку (уточнение) методик испыта-

ний ОК, которые будут рекомендованы для

применения всеми российскими заводами-

изготовителями;

• проведение экспертизы и испытаний ОК в

интересах заводов-изготовителей – на

собственной базе или с использованием ис-

пытательного оборудования и приборов,

имеющихся на заводах-изготовителях; обес-

печение независимости, достоверности и

непредвзятости испытаний;

• подготовку предложений по маркообразо-

ванию ОК;

• разработку проекта общих технических

условий на ОК для сети связи общего

пользования, которые будут содержать

единые технические требования, единую

систему маркировки и унифицированные

методы испытаний.

4. Просить журнал «LIGHTWAVE RE»

в течение июня 2007 г. подготовить про-

ект создания такого координационного

центра (ответственный – С.Х. Мифтя-

хетдинов).

КРУГЛЫЙ СТОЛ ПО ПРОБЛЕМАМ И ПЕРСПЕКТИВАМ РАЗВИТИЯ

ПРОИЗВОДСТВА ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ В РОССИИ


Новости

Семинар по волоконным лазерам в Новоси-

бирске (4–6 апреля 2007 г.) стал первым

российским научным форумом, организо-

ванным с целью представления последних

достижений в области волоконных лазеров

и их применения и обмена мнениями между

российскими учеными, работающими как в

России, так и за рубежом. На семинаре соб-

рались русскоговорящие представители

ведущих исследовательских, технологи-

ческих и образовательных центров мира.

Были представлены лаборатории США,

Германии, Великобритании, Бельгии,

Финляндии и Мексики. Отрадно, что на-

ряду с российскими учеными из крупней-

ших научных центров Москвы и Санкт-

Петербурга в работе семинара активно

участвовали ученые из Новосибирска,

Нижнего Новгорода, Черноголовки,

Томска и Владивостока.

Открывая семинар, член-корреспондент

РАН Анатолий Михайлович Шалагин отме-

тил, что волоконная оптика важна и с точки

зрения физики, и в связи с ростом потреб-

ностей человечества в новых системах пе-

редачи информации. Поэтому тематика со-

вещания включала не только вопросы, свя-

занные с физикой работы волоконных лазе-

ров и усилителей, но также вопросы функци-

онирования высокоскоростных волоконно-оп-

тических систем связи и применения воло-

конных лазеров и усилителей. Всего за три

дня на четырех секциях было заслушано 43

доклада. Доклады заканчивались нефор-

мальным обсуждением. Интерес участников

был очень велик, чему свидетельством стала

практически стопроцентная посещаемость

всех научных мероприятий семинара.

Остановимся более подробно на докладах,

посвященных вопросам функционирования

высокоскоростных волоконно-оптических

систем связи. Еще примерно за полгода до

семинара в Новосибирске в средствах мас-

совой информации вызвали большой резо-

нанс работы по созданию передающей сре-

ды без затухания, проводимые совместно в

университете Астон (Бирмингем, Великоб-

ритания) и в ИАиЭ СО РАН (Новосибирск).

Поэтому стенограмма устного доклада

С.К. Турицына о результатах этой работы

приведен в виде отдельной заметки [1].

Интересен практическими результатами док-

лад М.П. Федорука и др. «Моделирование

высокоскоростных волоконных линий свя-

зи, использующих гибридные схемы усиле-

ния и кодирование информации по разнос-

ти оптических фаз» [2]. В нем изложены ре-

зультаты численных исследований высокоско-

ростных (40 Гбит/с) систем связи, проводимых

институтами вычислительных технологий СО

РАН и автоматики и электрометрии СО РАН

совместно с Новосибирским государственным

университетом и универ-

ситетом Астон (Бирмин-

гем, Великобритания).

Как установлено более

ранними исследования-

ми, при скорости

40 Гбит/с и выше очень

существенны нелинейные

искажения, а потому оп-

тимизация системы связи

требует проведения чис-

ленного моделирования с

целью выбора оптималь-

ных параметров сигнала,

распределения дисперсии и

усиления, а также наилуч-

шего для данных условий

формата модуляции.

Поскольку нелинейные эф-

фекты в наибольшей степе-

ни ухудшают характеристи-

ки системы связи при ис-

пользовании форматов без возврата к нулю

(NRZ-форматы), в докладе сравнивались два

типа форматов с возвратом к нулю (RZ-фор-

маты): бинарный формат с амплитудным ко-

дированием (RZ OOK) и бинарный формат с

дифференциальным фазовым кодированием

(RZ DPSK). Различие между этими двумя

форматами иллюстрирует рис. 1 (более под-

робно о форматах модуляции см. [3]).

Как показали численные расчеты, при ис-

пользовании формата RZ DPSK максималь-

ная дальность передачи достигает 4000 км

за счет более равномерного распределения

мощности в битовой последовательности

при оптимальных условиях на скорости

40 Гбит/с, тогда как при использовании

формата RZ OOK дальность передачи рав-

на 2000 км (рис. 2).

Основным фактором, ограничивающим мак-

симальную дальность передачи информации,

является внутриканальное нелинейное меж-

символьное взаимодействие. Дополнитель-

ный сдвиг фазы на �/2 между последова-

тельными импульсами позволяет уменьшить

влияние межсимвольных взаимодействий в

формате RZ DPSK. Использование такого бо-

лее сложного формата, который предложено

называть �/2 RZ DPSK, позволило увеличить

расчетную дальность передачи информации

со скоростью

40 Гбит/с до 6000 км.

На рис. 3 приведены

временные зависи-

мости амплитуды

сигналов в форма-

тах �/2 RZ OOK и

�/2 RZ DPSK, пере-

дающих одинаковую

последовательность

бинарных символов.

Наиболее важный

практический резуль-

тат работы состоит

не в том, что найде-

ны оптимальные ре-

жимы работы практи-

чески важных конфи-

гураций линий связи

для ряда перспектив-

ных форматов моду-

ляции, а в доказа-

ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ СЕМИНАР ПО ВОЛОКОННЫМ ЛАЗЕРАМНОВОСИБИРСК, 4–6 апреля 2007 г.

Рис. 1. Временные зависимости ампли�туды сигналов в RZ OOK и RZ DPSK фор�матах, передающих одинаковую после�довательность бинарных символов

Рис. 2. Дальность передачи взависимости от средней вводи�мой мощности и средней дис�персии линии связи. Скоростьпередачи 40 Гбит/с, ширина оп�тического фильтра 100 ГГц,электрического 40 ГГц, длитель�ность импульсов составляет50% битового периода (12,5 пс)


Новости

тельстве того факта, что 40-гигабитные систе-

мы связи работают в существенно нелиней-

ном режиме. Это значит, что анализ линейно-

го режима распространения для систем даль-

ней связи не дает даже приблизительно пра-

вильных результатов. В современных линиях

связи много параметров, которыми можно

управлять, причем для различных конфигу-

раций оптимальные режимы различны. Важ-

но правильно подобрать формат модуляции,

длительность передаваемых импульсов, со-

отношение между прямой и обратной накач-

ками и долю ВКР (рамановского) усиления.

Для этого необходимо численное моделиро-

вание реальной системы связи.

Доклад Е.Г. Шапиро (ИАиЭ СО РАН, Ново-

сибирск) «Статистика ошибок при расп-

ространении узких оптических импуль-

сов в высокоскоростной оптоволокон-

ной линии связи» [4] также посвящен воп-

росам моделирования линий связи. Оцен-

кой качества волоконно-оптической линии

связи служит величина вероятности ошибки

при передаче цифровой информации, т.е. ве-

роятность вместо «0» определить «1» или

«1» принять за «0». По мнению автора докла-

да, «вероятность ошибки» является наибо-

лее удачным русским термином, эквивалент-

ным английскому «bit error ratio» (BER).

Экспериментальное определение оптималь-

ных параметров линии связи – ширины и пи-

ковой мощности исходных импульсов, пара-

метров волокна и фильтров на приемнике –

чрезвычайно дорогое исследование. Поэто-

му качество коммуникационной системы ана-

лизируется с помощью численного экспери-

мента. Допустимым считается один ошибоч-

ный бит на миллиард переданных по линии

связи битов, из-за чего прямое численное

моделирование требует очень больших зат-

рат времени. Но если известен характер по-

ведения вероятности ошибки в зависимости

от порогового значения электрического тока

на приемнике, выше которого фиксируется

единичный бит, то громоздких вычислений

не требуется. Были найдены простые форму-

лы для вероятности ошибки, не требующие

большого объема вычислений, для линий

связи с дисперсионным управлением на ос-

нове стандартного одномодового волокна.

В докладе профессора И. Габитова «Ста-

тистические свойства ошибок в волокон-

но-оптических линиях» [5] были представ-

лены результаты совместной работы ученых

Университета Аризоны (Тусон, США) и ИТФ

РАН (Черноголовка), по изучению одной из

причин относительно редких, но значитель-

ных по величине отклонений параметров

сигналов от расчетных значений, которые

могут приводить даже к сбоям в работе ли-

нии связи. Проектирующие и эксплуатирую-

щие компании, сообщил докладчик, как

обычно, искали в сбоях вину партнеров. Ока-

залось, что дело не в расчетах, а в физике

распространения света по волокну. Сечения

реального волокна имеют форму не круга, а

эллипса с близкими полуосями. При этом

ориентация большой оси эллипса меняется

случайно вдоль волокна, поэтому меняется и

поляризация света. В докладе показано, что

к спорадическим уходам из рабочего режима

приводит как раз нелинейное взаимодей-

ствие двух ортогональных поляризаций,

вследствие которого возникает так называе-

мый структурный хаос. Показано, что роль

структурного хаоса быстро растет на боль-

ших скоростях передачи данных. В недале-

ком будущем, после перехода на 40 Гбит/с на

спектральный канал, необходимо будет при

проектировании и эксплуатации учитывать

возможность сбоев в работе систем связи,

связанную с обнаруженными явлениями.

Большой интерес слушателей вызвали док-

лады, посвященные генерации суперконти-

нуума и его применению, новым типам во-

локонных лазеров и физическим процессам

в них, применению волоконных лазеров, в

том числе в качестве оптических датчиков.

Редакция журнала Lightwave Russian Edition

предполагает продолжить обсуждение наи-

более интересных материалов семинара в

следующих номерах журнала.

Научная программа завершилось круглым

столом, участники которого, единодушно от-

метив высокий научный уровень семинара,

его прекрасную подготовку и четкое прове-

дение, решили проводить такие семинары

по крайней мере каждые два года. На круг-

лом столе продолжилось обсуждение воп-

росов терминологии, которые периодически

поднимались в выступлениях участников

семинара. При всем разнообразии мнений

по конкретным терминам все участники

согласились с двумя утверждениями В.Г.

Белинского, процитированными С.К. Тури-

цыным: «Употреблять иностранное слово,

когда есть равносильное русское слово, –

значит оскорблять и здравый смысл, и

здравый вкус». Но при этом: «В русский

язык по необходимости вошло множество

иностранных слов, потому что в русскую

жизнь вошло множество иностранных поня-

тий и идей. Подобное явление не ново...

Изобретать свои термины для выражения

чужих понятий очень трудно, и вообще этот

труд редко удается. Поэтому с новым поня-

тием, которое один берет у другого, он бе-

рет и самое слово, выражающее это поня-

тие... Неудачно придуманное русское слово

для выражения понятия не только не лучше,

но решительно хуже иностранного слова».


1. Турицын С.К. Распределенное усиление с

использованием сверхдлинных волоконных

лазеров: передающая среда с незатухаю�

щим сигналом // Lightwave Russian Edition,

2007, №2.

2. Федорук М.П. и др. Моделирование высо�

коскоростных линий связи, использующих

гибридные схемы усиления и кодирование

информации по разности оптических фаз //

Труды Российского семинара по волокон�

ным лазерам, Новосибирск, 2007, с. 32.

3. Величко М.А., Наний О.Е., Сусьян А.А. Но�

вые форматы в оптических системах связи //

Lightwave Russian Edition, 2005, № 4, c. 21.

4. Шапиро Е.Г. Статистика ошибок при расп�

ространении узких оптических импульсов в

высокоскоростной оптоволоконной линии

связи // Труды Российского семинара по во�

локонным лазерам, Новосибирск, 2007, с. 34.

5. Габитов И. и др. Статистические свойства

ошибок в волоконно�оптических линиях //

Труды Российского семинара по волокон�

ным лазерам, Новосибирск, 2007, с. 29.

Рис. 3. Временные зависимости ампли�туды сигналов в форматах RZ OOK и RZDPSK, передающих одинаковую после�довательность бинарных символов


Новости

Технология распределенного

рамановского усиления зак-

лючается в том, что мощная

волна накачки (например, на

длине волны 1455 нм), пос-

ланная в световолокно, бла-

годаря рамановскому эффекту

усиливает сигнал, распростра-

няющийся на длине волны 1550 нм, превра-

щая обычное телекоммуникационное волокно

в распределенную активную среду. В связи с

возможностью сдвигать полосу усиления это

дает дополнительную свободу для управле-

ния эволюцией мощности сигнала и улучшает

отношение сигнал–шум.

Традиционная картина изменения мощности

сигнала вдоль волоконной линии связи выг-

лядит следующим образом. Если используют-

ся эрбиевые усилители, то мощность в лога-

рифмическом масштабе линейно убывает, а

в конце линии ее восстанавливают. При ис-

пользовании распределенного усиления мощ-

ность сигнала не падает так низко, как в слу-

чае точечного усиления. При этом отношение

сигнал–шум является в среднем более высо-

ким, а эта характеристика тесно связана с

качеством передаваемой информации.

С точки зрения математики распространение

света в волокне без потерь достаточно хоро-

шо описывается модифицированным нели-

нейным уравнением Шредингера. Но необхо-

димо понимать, что, как правило, эта модель

применялась усредненно. Реаль-

но существуют и поглощение и

усиление, и модели без потерь

оправданно применять только в

среднем к линии, в

которой потери пе-

риодически ком-

пенсируются уси-

лением.

Целью нашей работы

было добиться ком-

пенсации потерь од-

нородно вдоль волокна. Рама-

новское распределенное уси-

ление дает определенные сте-

пени свободы для компенсации

потерь: можно вводить

накачку вдоль распро-

странения сигнала или

навстречу, использовать разные

мощности. В основном исследования

шли в направлении поиска опти-

мального распределения сигнала

вдоль волокна. Мы попытались соз-

дать среду, в которой затухание бу-

дет скомпенсировано усилением в

каждой точке. Эта схема интересна

как для линейных применений, так и

для нелинейных – для солитонных

приложений. В частности предложен-

ную схему можно использовать в ли-

нейном режиме, так как при отсутствии

потерь можно понизить мощность сиг-

нала и избежать нелинейных эф-

фектов. Исследователям, зани-

мающимся солитонами, это так-

же может показаться интерес-

ным, так как при отсутствии по-

терь мы получаем систему, опи-

сываемую полностью интегрируе-

мым нелинейным уравнением,

позволяющую исследовать новые возмож-

ности как для передачи информации, так и

для нелинейной обработки сигнала.

Предложенная схема основана на объедине-

нии двух идей, предложенных ранее:

1) двусторонняя накачка;

2) накачка высокого порядка.

РАСПРЕДЕЛЕННОЕ УСИЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМСВЕРХДЛИННЫХ ВОЛОКОННЫХ ЛАЗЕРОВ:ПЕРЕДАЮЩАЯ СРЕДА С НЕЗАТУХАЮЩИМ СИГНАЛОМ

Сокращенная стенограмма доклада С.К. Турицына на Российском се-минаре по волоконным лазерам, проходившем в Новосибирске в Ака-демгородке 4–6 апреля 2007 г.

Рис. 1. Схема работы распределенного рамановского усилителя

Рис. 2. Традиционная картина изменения мощ�ности сигнала в телекоммуникационном волокне

Рис. 3. Дизайн передающей оптоволоконнойсреды, в которой сигнал распространяетсябез затухания

Рис. 4. Картина изменения мощности сигна�ла в телекоммуникационном волокне, в ко�тором созданы условия лазерной генера�ции на длине волны накачки (1455 нм)


Новости

Симметрия системы играет ключевую роль.

Используются две волны первичной накачки

вдоль распространения сигнала и навстречу

на 1365 нм. Энергия первичных фотонов пе-

редается вторичной волне на 1455 нм. На

этой длине волны (1455 нм) в начале и в

конце волокна используются отражающие

брэгговские решетки, которые играют роль

зеркал, запирая эти фотоны. Поэтому, когда

вторичная волна передает свою энергию

сигналу, усиление получается равномерным

по длине волокна.

Предложенная схема была исследована экс-

периментально как в телекоммуникационных

приложениях, так и с точки зрения лазерной

физики. Для участков световолокна порядка

75 км были достигнуты вариации мощности

сигнала в пределах 1.5 дБ. В этом случае нет

полной компенсации, но с точки зрения теле-

коммуникационных приложений это очень

значительный результат. В то же время при

использовании более коротких волокон (ме-

нее 25 км) была продемонстрирована прак-

тически полная компенсация потерь.

С точки зрения телекоммуникационных при-

менений также важны спектральные характе-

ристики усиления. Экспериментальные иссле-

дования спектральных свойств усиления по-

казали, что, при использовании двухкаскад-

ной схемы положительную роль играет допол-

нительный пик спектра рамановского усиле-

ния, возникающий из-за прямого вклада пер-

вичной накачки. В итоге кривая усиления в

спектральном интервале 36 нм имеет диапа-

зон колебаний всего 1,5 дБ. Интересно, что

если ограничиться более узкими полосами –

порядка 20 нм, то видно, что возникает прост-

ранственно-частотная прозрачность в некото-

ром спектральном интервале. Эксперимент

подтвердил, что существует своеобразное

«плато» прозрачности одновременно в прост-

ранстве и в спектральной области.

В июне 2007 г. Московская телекоммуникаци-

онная корпорация КОМКОР отметила свое

пятнадцатилетие. Это серьезная веха в исто-

рии компании. Приуроченная к юбилею

пресс-конференция руководства КОМКОР

состоялась 4 июня 2007 г. в гостинице «Наци-

ональ». На мероприятии представители КОМ-

КОР рассказали о результатах работы, стра-

тегии и планах развития группы ком-

паний на ближайшие годы.

Как отметил В.А. Савюк, московская

волоконно-оптическая сеть (МВОС)

компании КОМКОР – не только самая

протяженная сеть, она и самая каче-

ственная. Первая очередь транспорт-

ной телекоммуникационной сети, сос-

тоящей из двух колец, общей протя-

женностью 300 км была завершена в

1995 г., а сегодня протяженность сети

17 000 км.

Волоконно-оптическая сеть корпора-

ции КОМКОР продолжает развиваться.

Хотя создание опорной транспортной

телекоммуникационной сети Москвы за-

вершено, в Москве ежегодно проклады-

вается около 1500 км волоконно-опти-

ческих линий, и такие темпы сохранятся в бли-

жайшие годы. При этом, – отметил В.А. Са-

вюк, – принципиален перечень услуг, предос-

тавляемых на базе МВОС.

В настоящее время МВОС корпорации КОМ-

КОР обеспечивает надежной связью многие

городские службы и объекты социальной

сферы. По словам А.С. Григоряна, от работос-

пособности МВОС зависит жизнедеятель-

ность города и даже жизнь людей. «Мы это

понимаем и обеспечиваем город надежной

связью» – отметил он.

Основной вектор развития КОМКОР направ-

лен на корпоративный рынок. Стратегия ком-

пании нацелена на расширение спектра услуг

для бизнес-пользователей и создание специа-

лизированных отраслевых решений. Главным

фактором роста доходов компании являются

услуги доступа в Интернет и организация вир-

туальных частных сетей. КОМКОР планирует

качественно увеличить объемы услуг аутсор-

синга ИТ-инфраструктуры. В сентябре 2007 г.

планируется открытие Московского центра уп-

равления кабельным телевидением. В новом

здании расположится один из крупнейших в

Москве центров обработки данных (ЦОД). Од-

на из главных задач корпорации в свете стра-

тегических планов управляющей компании –

это технологическая интеграция активов хол-

динга «Ренова-Медиа». Единый центр управ-

ления сетевыми ресурсами и сервисами «Ре-

нова-Медиа» будет расположен на новой тех-

нологической площадке. Централизация уп-

равления позволит повысить эффективность

использования телекоммуника-

ционной инфраструктуры. К

концу 2008 г. КОМКОР планиру-

ет расширить свою клиентскую

базу за счет компаний малого и

среднего бизнеса, обеспечив

возможность доступа к сети на

скорости 1 Гбит/с в каждом зда-

нии столицы.

Сеть корпорации КОМКОР раз-

вивается и в Московской облас-

ти. Она охватывает все крупные

города в радиусе 50 км от

Москвы. По итогам 2006 г. объ-

ем услуг для подмосковных кли-

ентов вырос в четыре раза. До-

черняя компания КОМКОР-Ре-

гион уже получила лицензию на

услуги кабельного телевидения и местную

связь в Московской области. В текущем году

планируется начать предоставление услуг

triple play для жителей Подмосковья.

Журнал Lightwave Russian Edition плани-

рует более подробно рассказать о разви-

тии московской волоконно-оптической се-

ти корпорации КОМКОР в одном из бли-

жайших номеров.

15 ЛЕТ МОСКОВСКОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙКОРПОРАЦИИ КОМКОР

Рис.1 Участники пресс�конференции: генеральный ди�ректор ОАО «КОМКОР» Григорян А.С.; президент компа�нии «Ренова�Медиа», председатель совета директоровОАО «КОМКОР» Припачкин Ю.И.; исполнительный ди�ректор ОАО «КОМКОР» Савюк В.А.


Новости

КОМПАНИЯ MATISSE NETWORKS ОВЛАДЕВАЕТ ТЕХНОЛОГИЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ

КОММУТАЦИИ ВСПЛЕСКОВ ДАННЫХМЕГАН ФЮЛЛЕР (MEGHAN FULLER), старший редактор журнала Lightwave

Новая компания Matisse Networks (MN) объяв-

ляет о налаживании серийного выпуска аппа-

ратуры оптической коммутации всплесков,

которая полностью устранит дефицит опти-

ческих каналов и в конечном счете обеспечит

внедрившим ее операторам фантастическую

экономию средств. Названная именем Анри

Матисса, французского художника XX в., ко-

торый вошел в историю живописи как «мас-

тер цвета», MN надеется заработать столь же

высокую репутацию за новаторское исполь-

зование света, т.е. оптических технологий.

Разработанная компанией платформа

EtherBurst Optical Switch предназначена для

преодоления ограничений, налагаемых ар-

хитектурой Ethernet на основе плотного

волнового мультиплексирования (DWDM),

в которой оптические каналы могут поддер-

живать услуги по передаче пакетного тра-

фика только если это было запланировано

и предусмотрено заранее. Появление таких

услуг, как интернет-телевидение, приводит

к большим колебаниям потоков данных, и,

как утверждает Таймон Слоун, вице-прези-

дент MN по маркетингу, сети с коммутаци-

ей каналов с ними не справятся. Они не

обеспечат гибкости, необходимой, чтобы

приспособиться к меняющемуся трафику.

В отличие от сетей с коммутацией кана-

лов, – говорит Т. Слоун, – аппаратура

EtherBurst Optical Switch использует оптику

принципиально иначе – как технологию для

создания гибкого, сильно распределенного

диапазона, в отличие от устройств, обеспе-

чивающих единственное соединение «точ-

ка–точка» на светопроводящий слой.

Система компании MN состоит из «фотон-

ного узла» Photonic Node PX-1000 и узла

Ethernet Service Node SX-1000. PX-1000

представляет собой цельнооптическую

систему, состоящую из оптических делите-

лей, объединителей, усилителей и измери-

телей мощности, предназначенную для мо-

ниторинга, управления и поддержания оп-

тического слоя в рабочем состоянии. Узел

Ethernet SX-1000, подключенный к PX-

1000, – это поистине незаменимый провод-

ник из мира пакетов в мир оптических

всплесков, – говорит Т. Слоун.

Узел Ethernet SX-1000 (рис. 1) поддерживает

до сорока восьми гигабитных или четыре де-

сятигигабитных интерфейсов Ethernet плюс

один или два интерфейсных модуля оптичес-

кой коммутации всплесков (так называемых

TAP), которые включают в себя запатентован-

ный компанией десятигигабитный транспон-

дер Tango и процессор пакетов MeshWave.

Транспондер Tango можно настроить на

любую длину волны в C-диапазоне стан-

дарта ITU. Любая традиционная система

выделяет один транспондер на один пункт

назначения, – поясняет Т. Слоун. – Мы ис-

пользуем транспондеры принци-

пиально иным способом, так что

любой из них может сообщаться

с любым пунктом назначения,

переключаясь с одного получа-

теля на другого после прохожде-

ния очередного всплеска [1].

Стандартный 300-штырьковый

транспондер Tango способен

настроиться и перенастроиться на

всплески данных, передаваемые на

разных длинах волн, за несколько

наносекунд. Как утверждает Марк

Шоуолтер, директор MN по сбыту,

это обещает небывалую экономию.

М. Шоуолтер напоминает, что для типично-

го оптического канала требуется два транс-

пондера по цене от 50 до 60 тыс. долл. каж-

дый. При оснащении оптических сетей

главная часть денежных средств уходит на

такие транспондеры. В случае отсутствия

трафика через данное соединение «точ-

ка–точка» эти транспондеры простаивают,

без пользы занимая часть диапазона.

Однако для пересылки данных в опреде-

ленное место назначения узлы могут ис-

пользовать одну и ту же длину волны, поэ-

тому во избежание конфликтов в сети ра-

боту узлов необходимо координировать та-

ким образом, чтобы в каждый момент вре-

мени данную длину волны использовал

лишь один переключатель. Компания запа-

тентовала процессор пакетов MeshWave,

который включает в себя планировщик

всплесков, схему избегания упомянутых

конфликтов и планировщик качества обслу-

живания, предназначенный для выбора

очередности и доставки трафика в соответ-

ствии с его приоритетом.

Готовы ли операторы к такому радикально-

му переоснащению? Ведущий партнер ком-

пании Networks Strategy Partners Майкл

Кеннеди полагает, что это дело времени.

Для предоставления услуг, подобных

«тройной» (triple play, т.е. собственно ин-

тернет, IP-телефония и видео), требования

к пропускной способности сети настолько

возрастают, что операторам не обойтись

без коммутаторов нового типа.

М. Кеннеди заметил, что операторы крайне

консервативны, когда речь заходит о внед-

рении новых технологий. Особенно если но-

вовведения касаются крупных магистраль-

ных сетей, которые обслуживают миллионы

пользователей. И хотя он назвал техноло-

гию коммутации всплесков революционной,

а также открывающей новую эпоху для се-

тей связи, усилий одной небольшой новой

компании, по его мнению, недостаточно для

того, чтобы убедить крупных операторов

внедрить ее. Период раскачки будет затяж-

ным, – добавил он.

Перевод с английского

Lightwave, November 2006

Литература,

добавленная при переводе

1. Величко М.А., Сусьян А.А. Оптическая

коммутация всплесков данных // Lightwave

Russian Edition, 2006, № 4, c. 18.

Рис. 1. Узел SX�1000 компании MatisseNetworks включает патентованный обработ�чик пакетов MeshWave и 10�Гбит/с ретрансля�тор оптических всплесков Tango, способныйподстроиться к любой длине волны сеткиITU C в течение нескольких наносекунд


Экономика

После периода низких темпов роста между-

народный рынок подводных кабелей в

2005 г. начал возрождаться. Появляются

новые потребители и новые разработчики

кабельных систем.

Даже осторожные расчеты специалистов по

подводным телекоммуникациям показывают,

что потребность в подводном телекоммуни-

кационном кабеле может вырасти в 2007 г.

более чем в три раза, до 60 000 км.

Крупные проекты осуществляются в ос-

новном в Индии и на Дальнем Востоке,

но наблюдается активность и в Карибс-

ком заливе и в Африке.

Сегодня наверстывают упущенное ре-

гионы, не задетые недавним бумом, –

говорит Том Сойа (Tom Soja), между-

народный консультант и аналитик по

подводным кабелям. – За последний

год рынок сделал большой рывок впе-

ред. Заводы перегружены заказами, и

с проектами на 2008 год придется по-

дождать. Возможны производствен-

ные задержки.

Однако Т. Сойа предупреждает, что

повторение бума, когда ежегодно прок-

ладывалось 100 000 км подводного ка-

беля, маловероятно. Он считает, что го-

довой километраж прокладки не превы-

сит 60 000 км.

Компания Alcatel Submarine Networks, про-

изводящая все свои подводные кабели в

Кале (Франция), захватила львиную долю

подводного телекоммуникационного рынка.

С конца 2004 г. ряд крупных контрактов

обеспечил бесперебойную загрузку при-

надлежащего ASN кабельного завода. Не-

давно компания завершила установку сис-

темы подводных кабелей FALCON для ком-

пании FLAG Telecom. Система длиной

11 000 км соединяет Индию, Египет и нес-

колько стран Персидского залива.

Спрос на подводный кабель цикличен, –

объясняет Джордж Кребс, технический ди-

ректор ASN. – Сейчас идет подъем. В нас-

тоящем, 2006 г. продолжается тенденция

наметившаяся в 2005 г. Сегодня осущес-

твляется множество проектов прокладки от

1000 до 2000 км кабеля. Следующий год,

скорее всего, станет переходным. Возмож-

но, еще стартуют несколько крупных про-

ектов, такие как EASSY (10 000 км, Восточ-

ное побережье Африки) и три проекта для

Тихого океана (между Азией и США). Эти

линии обеспечат потребности, связанные с

ростом интернет-трафика. Кроме того, пла-

нируется проложить как минимум три реги-

ональные линии в самой Азии, а также в

Индии. Здесь инициатива исходит от ин-

дийских операторов связи.

На основе этих планов Дж. Кребс оцени-

вает перспективы 2007 г. как 100 000 км

оптоволоконного кабеля. Но реально, по

его словам, получится 40 000–60 000 км.

В любом случае это будет серьезным

рывком по сравнению с объемами работ в

2006 г. (15 000–20 000 км).

Двигатели рынка

Дж. Кребс связывает оживление рынка с

четырьмя взаимосвязанными причинами:

ростом конкуренции, всеохватным рас-

пространением мобильной телефонии,

высокоскоростного Интернета и повыше-

нием требований к надежности высо-

коскоростной связи. Кроме того, операто-

ры многих островных государств прокла-

дывают новые кабельные линии для дуб-

лирования существующих.

Конкуренция – основной стимул для прок-

ладки международных подводных линий.

Крупнейшие операторы свя-

зи, входящие в консорциум

по подводным кабелям, пы-

таются затормозить рост

альтернативных телекомму-

никационных компаний, зак-

рывая им доступ в свои сети

или завышая стоимость дос-

тупа. В результате многие из

альтернативных операторов

включая операторов сотовой

связи вынуждены проклады-

вать собственные подвод-

ные линии, и это новая

тенденция.

По словам Дж. Кребса, новые

компании мобильной связи

склонны строить междуна-

родные подводные кабель-

ные системы в силу того, что

услуги международной связи, роуминг и

Интернет приносят самую большую при-

быль. Из новых мобильных операторов

подводные кабели уже прокладывают ком-

пании Reliance в Индии, Vodafone на Маль-

те, Globacom в Нигерии, а также Orascom в

Алжире и Пакистане.

В частности, египетская компания

Orascom Telecom, крупнейший GSM-опе-

ратор на Среднем Востоке, в Африке и

Южной Азии, проложила ряд кабелей для

соединения своих подсетей. В апреле

2005 г. Orascom заключила договор с

компанией Alcatel на поставку и проклад-

ку линии длиной 1300 км, соединяющей

Марсель с алжирскими городами Аннабой

и Алжиром.

КУРТ РУДЕРМАН (KURT RUDERMAN), редактор Lightwave Europe

ВОЗРОЖДЕНИЕ РЫНКА ПОДВОДНЫХ

КАБЕЛЕЙ

Рис. 1. Рынок подводного оптического кабеля растетблагодаря новым требованиям операторов телеком�муникаций и энергетических компаний

12 www.lightwave-russia.com

Экономика

LIGHTWAVE Russian Edition №2 2007

В августе 2006 г. компания Tyco

Telecommunications осуществила проект

подводной системы TWA для Transworld

Associates – объединенного предприятия

компаний Orascom и пакистанской Saif

Group. Система TWA-1 общей протяжен-

ностью около 1300 км проведена через Ка-

рачи (Пакистан), Фуджейру (ОАЭ) и Оман.

TWA-1 является первой частной подводной

системой в Пакистане.

Индийский океан и Средний Восток оста-

ются регионами активного освоения, – го-

ворит Джеффри Старк, директор отдела

продаж и маркетинга компании Tyco

Telecommunications. – Следующим крупным

проектом в этом регионе наверняка будет

FOG2, реализуемый консорциумом компа-

ний Iraq Telecom (Ирак), Post, Saudi

Telecommunications (Саудовская Аравия) и

Etisalat (ОАЭ). Подписание соглашения о

прокладке линии длиной 3000 км ожидает-

ся к концу 2006 г.

Высокоскоростной Интернет по-прежнему

является ведущим стимулом рынка под-

водного кабеля. В Тихом океане необходи-

мы новые сети, утверждает Дж. Кребс.

Его компания и другие вендоры начали

также изучать вопрос усовершенствова-

ния сетей в Атлантике.

В результате резкого увеличения пропуск-

ной способности сетей во многих странах

проявилась еще одна тенденция: операто-

ры строят собственные международные

подводные линии. В последнее время для

связи с международными системами или

отдельными государствами было проложе-

но несколько кабельных линий в Среди-

земном море. Среди них греко-восточно-

евпропейская система (GWEN) компании

OTE, связывающая Грецию с Бари (Ита-

лия), где находится центр международной

сети; линия связи сети Turk Telecom (Тур-

ция) с международной системой Med

Nautilus и самый новый проект компании

Maroc Telecom (Марокко) – линия Марок-

ко–Франция.

В июле 2006 г. Maroc Telecom, крупнейший

оператор Марокко, заключил с компанией

Alcatel контракт на прокладку и поддержку

более чем 1600 км подводного кабеля

между Марселем (Франция) и Асилой (Ма-

рокко). Ожидается, что по завершении

строительства в 2007 г. эта линия поможет

справиться с растущим интернет-трафи-

ком DSL и создаст альтернативный канал

для нынешней европейско-африканской

подводной системы (3200 км), связываю-

щей Францию, Марокко и Португалию.

Шельфовая нефтегазодобыча

и ветровая энергетика стимулируют

развитие подводных кабельных

коммуникаций

Помимо роста рынка подводных телеком-

муникаций подскочил спрос на специаль-

ный подводный кабель, используемый в

морской нефтяной и газовой промышлен-

ности, а также для энергетических компа-

ний, строящих морские ветровые элект-

ростанции. Передача растущих объемов

информации с морских платформ на бе-

рег, где поступающие данные обрабаты-

ваются, расширяет рыночную нишу для

компаний Tyco, Alcatel и других произво-

дителей подводного кабеля.

Лидеры среди производителей многофунк-

ционального кабеля (называемого «пупови-

ной») для морских нефтяных и газовых

платформ и гибридных энергетических ка-

белей – компании Nexans, Prysmian и ABB.

Гибридные энергетические кабели исполь-

зуются для связи с морскими ветровыми

электростанциями, управления ими, для со-

единения энергетических сетей и поставки

энергии на морские платформы.

«Пуповины» соединяют устья скважины,

находящиеся глубоко под водой, с судами

и платформами, находящимися на поверх-

ности, и далее с берегом, как у норвежс-

кой Snohvit. Эти кабели выполняют нес-

колько функций включая передачу энер-

гии и информации (с использованием

медного кабеля и оптического волокна) к

устью скважины. Все они объединены с

несущей арматурой и насосным оборудо-

ванием для управления током нефти и га-

за. Примерно в 75% «пуповин» использу-

ется оптоволокно.

К 2015 г. примерно 25% морской нефти бу-

дет поступать из скважин на глубине более

500 м. Для сравнения, в 2004 г. ее было

10%, – говорит Стив Робертсон, управляю-

щий нефтегазоразведкой компании

Douglas Westwood. – На сегодня около тре-

ти проложенных «пуповин» приходится на

глубоководные скважины. Через два года

их доля составит 50%.

Крупнейшие морские месторождения неф-

ти и газа находятся у берегов Бразилии, в

Мексиканском заливе и возле Западной

Африки. Девяносто процентов глубоковод-

ной добычи ведется в этих регионах.

С. Робертсон предсказывает рост рынка

глубоководных телекоммуникационных ус-

луг, в том числе производство и проклад-

ку кабеля, с полутора миллардов долла-

ров США в 2001 г. до двух с половиной

миллиардов в 2006 г. Компания Prysmian

построила в Вилла-Велья на побережье

Бразилии, которой принадлежат несколь-

ко важнейших глубоководных месторож-

дений, новый завод по производству «пу-

повин» для бразильского и международ-

ного рынка. Завод расширяет ассорти-

мент «пуповинами» в стальной оболочке,

что позволяет изготовлять более мощные

и длинные кабели.

До недавних пор спрос определялся пот-

ребностями бразильской нефтегазовой

компании Petrobras и других латиноамери-

канских добытчиков, – говорит Ллир Ро-

бертс, ведущий специалист компании

Prysmian. – Новый завод позволит компа-

нии продавать продукцию на экспорт для

Западной Африки и Мексиканского залива.

Бразилия стала очень важным рынком и

для европейских вендоров. В 2005 г. ком-

пания Nexans (Норвегия) вышла на рынок с

новым «пуповинным» кабелем. Он разра-

ботан для Бразилии и других потребите-

лей, которым необходимы свободные под-

водные «пуповины» длиной 2500 м для со-

единения платформ с опорными плитами

на морском дне.

Норвежская компания провела самую

длинную «пуповину» для компании Statoil,

разрабатывающей морское газовое мес-

торождение Snohvit. Управление всеми

работами ведется с берега, удаленного на

144 км. Управление морскими объектами

с берега – новое направление с целью

снижения капитальных затрат и стоимости

обслуживания. Последний подобный про-

ект, Dolphin, компания Nexans разрабаты-

вала для Dolphin Energy. Он предусматри-

вал прокладку двух «пуповин» – 90 и

75 км – от двух морских платформ к обра-

батывающему заводу Dolphin Ras Laffan в

Катаре. Этот газовый проект – крупней-

ший на сегодняшний день для добытчиков

на Среднем Востоке.

Морские проекты становятся крупнее и

сложнее, для них требуются не только

«пуповины» для управления подводными

работами, но и подводные телекоммуни-

кации для сообщения с берегом и переда-

чи данных. Многие морские добывающие

регионы обладают подводными сетями


Экономика


для связи с берегом или межрегиональ-

ными и международными кабельными

системами.

Сегодня у нефтяных компаний в море та-

кая же телекоммуникационная инфраст-

руктура, как на берегу, – говорит Т. Сойа.

– У них есть высокоскоростные локаль-

ные сети на платформах, на которых за-

частую работают более чем по сто чело-

век. Подводные кабельные системы поз-

воляют передавать в реальном времени

информацию с морских платформ в цент-

ры обработки в Хьюстоне, Лондоне, Абер-

дине и Амстердаме.

Ветровые электростанции

В Европе набирает темпы строительство

морских ветровых электростанций и рас-

тет спрос на гибридные кабели питания с

оптическим волокном. Основными стиму-

лами тут стали поддержка парламента

Европейского Союза, растущие цены на

нефть, закрытие ядерной энергетической

программы Германии, а также поддержка

Великобританией и другими государства-

ми программ сокращения потребления

углеводородов. Кроме того, естествен-

ные запасы газа в Европе исчерпывают-

ся. К 2020 г. 80% газа будет импортиро-

ваться. Желание многих европейских

стран сократить зависимость от поставок

из государств с нестабильным политичес-

ким положением побуждает эти страны к

активному поиску альтернативных источ-

ников энергии.

Великобритания и Германия по экологи-

ческим соображениям тоже должны стро-

ить ветровые электростанции подальше

от берега. Все это стимулирует производ-

ство турбин, кабелей и установочного


Кроме того, отодвигая платформы даль-

ше от берега, разработчики получают

возможность строить более крупные и

эффективные станции. Менее чем за де-

сять лет ветровая энергетика удалилась

на 30 км от берега, а Германия заявляет

о намерении построить до конца десяти-

летия ветровые станции на расстоянии

более 100 км.

Основываясь на таких проектах и заявле-

ниях, А. Уэствуд из компании Douglas

Westwood заявляет, что оборот на рынке

подводного кабеля может возрасти от пя-

ти миллионов долларов в 2001 г. до 434

миллионов в 2010 г. Прогноз учитывает

планы строительства ветровых станций

рядом европейских стран включая Шве-

цию, Нидерланды, Бельгию, Францию, Ис-

панию и Германию.

Для морских ветровых электростанций ис-

пользуют два типа кабеля: 33-киловольт-

ный с оптоволокном, связывающий турби-

ны (внутренний), и 132- или 150-кило-

вольтный, тоже с волокном, соединяющий

платформу с берегом (внешний). Волокно

используется для передачи данных и уп-

равления турбинами. Большинство совре-

менных кабелей состоят из силового про-

вода и 24 оптических волокон.

Одним из самых многообещающих явля-

ется проект объединения всех ветровых

станций Европы, разрабатываемый бри-

танской компанией Airtricity. Директор

компании, Крис Вил, утверждает, что про-

ект экономически жизнеспособен и не

требует финансовой поддержки прави-

тельства. На первом этапе он объединит

2000 генераторов, производящих 30 тера-

ватт-часов электроэнергии. (В настоящее

время Великобритания потребляет 300 те-

раватт-часов в год). Этап намечено осу-

ществить в 2010–2015 гг. и затратить

20 миллиардов евро. Компания Airtricity

установит турбины в Северном море в

60–100 км от берега. По оценке, потребу-

ется около 2000 км гибридного кабеля с

оптоволокном для передачи энергии, мо-

ниторинга и управления турбинами.

Планируемые ветровые электростанции,

которые должны стать крупнее и будут со-

оружаться все дальше от берега, ставят

перед нами новые задачи, – говорит Ян

Гейтч из британской компании Global

Marine, – в частности производство более

длинных кабелей. По кабелю пойдет боль-

ше энергии, значит, потребуется больше

электропроводов, что увеличит вес и диа-

метр кабеля. Нам придется разработать

новое оборудование, чтобы работать с та-

ким кабелем. Но контракты на разработку

до сих пор не заключены, поэтому время

старта остается неопределенным.


Lightwave Europe, December 2006


Экономика

МЕГАН ФЮЛЛЕР (MEGHAN FULLER), старший редактор журнала Lightwave

Специалисты утверждают, что благодаря

появлению новых форматов модуля-

ции [1] и другим разработкам передача

данных со скоростью 40 Гбит/с уже воз-

можна, несмотря на то что с увеличением

скорости сложность оборудования воз-

растает экспоненциально. Широкое расп-

ространение новых форматов сдержива-

ют лишь экономические факторы, хотя

некоторые специалисты полагают, что

этот этап уже пройден.

До середины 1990-х гг. емкость сети ста-

бильно возрастала в четыре раза каждые

пять или шесть лет. «Однако по всем

подсчетам переход на скорость 40 Гбит/с

происходит гораздо медленнее, чем пред-

полагалось, и задержка частично объяс-

няется технической сложностью высокос-

коростной передачи, а также общим за-

медлением темпов развития телекомму-

никационного рынка начиная с 2000 г. в

результате «взрыва телекомовского пузы-

ря»* [3, 4], – считает Пер Хансен, дирек-

тор по развитию бизнеса компании ADVA

Optical Networking.

Между тем увеличение трафика (некото-

рые операторы отмечают от 75% до 125%

годового роста) и появление интегриро-

ванных сетей доступа обусловливают не-

обходимость перехода на более высокую

скорость передачи данных. Старший ме-

неджер компании EXFO Френсис Одет от-

метил, что появление приложений, ис-

пользующих широкополосный доступ,

требует еще более широкой полосы про-

пускания в базовой сети.

Найалл Робинсон, вице-президент по мар-

кетингу корпорации Mintera, добавляет:

«Операторы связи хотят тратить деньги на

широкое внедрение 40-гигабайтной пере-

дачи, потому что она снизит затраты на

развитие их сети».

«Операторы пытаются увеличить пропуск-

ную способность сети как можно более

экономно; то есть 40-гигабитный передат-

чик должен обходиться не более чем

в 2–2,5 раза дороже 10-гигабитного, –

соглашается Гленн Уэллброк, директор

развития сетевой технологии Verizon

Business.

«Впервые мы делаем нечто более осмыс-

ленное, чем простое включение и выклю-

чение света», – утверждает Г. Уэллбрук.

По его словам, предыдущий переход, от

2,5 к 10 Гбит/с, был сопряжен с меньшими

сложностями, чем нынешний, от 10 к

40 Гбит/с. «Тогда потребовались многие

инновации, ведь нам пришлось впервые

заняться поляризационно-модовой диспер-

сией и подобными ей проблемами, но мы

не меняли принципа передачи и приема и

использовали прямую модуляцию. А на

40 Гбит/с она работает уже недостаточно

хорошо», – объясняет Уэллбрук.

«Основная проблема состоит в том, что

при скорости 40 Гбит/с свет модулируется

вчетверо быстрее, чем при 10 Гбит/с, –

рассказывает Ф. Одет. – Более быстрая

модуляция увеличивает ширину спектра

излучения лазера. Как следствие спектры

всех мультиплексоров, демультиплексоров

и фильтров в сети должны быть в четыре

раза шире. А значит, в систему будет пос-

тупать в четыре раза больше шума. Таким

образом, отношение «оптический сиг-

нал/шум» передатчика при той же мощ-

ности будет на 6 дБ меньше, и это одна из

основных причин, затрудняющих переход

на 40 Гбит/с».

Кроме того, если использовать традици-

онную амплитудную модуляцию, то при

переходе от 10 к 40 Гбит/с хроматическая

дисперсия (CD) будет проявляться в 16

раз, а поляризационно-модовая (PMD) – в

4 раза сильнее. «Следовательно, чтобы

иметь хорошую систему связи со ско-

ростью передачи 40 Гбит/с, нужно отка-

заться от амплитудной модуляции, связан-

ной с увеличением шумов вследствие хро-

матической и поляризационно-модовой

дисперсии», – говорит Ф. Одет.

По словам Кевина Друри, директора отде-

ла оптических устройств компании Nortel,

решение названных проблем «требует ис-

пользования дополнительных модулей для

компенсации дисперсии (DCM) и усилите-

лей, что увеличивает стоимость новых сис-

тем, которые должны быть не более чем в

2–2,5 раза дороже прежних».

Поворот

По словам П. Хансена, развертывание 40-

гигабитных систем происходит преимуще-

ственно в базовой сети, где новые техно-

логии дают на сегодняшний день бо�ль-

шую отдачу. «Базовая сеть объединяет

много потоков информации, поэтому

здесь можно заметно снизить стоимость

модернизации, позволив себе потратить

больше денег на ее модернизацию для

увеличения емкости в этой части сети.

Вопрос в том, как быстро окупятся затра-

ты», – отмечает он.

Хансен объясняет, что возможны сценарии,

при которых операторы при некоторых ус-

ловиях выберут 40-гигабитные системы да-

же при меньшей стоимости 10-гигабитных.

Например, при наличии у оператора мар-

ПЕРСПЕКТИВЫ СОРОКА ГИГАБИТ В СЕКУНДУ

* «Взрыв телекомовского пузыря» резкое сни-жение инвестиций в область телекоммуникаций,начавшееся в 2000 г. вследствие перенасыщен-ности рынка. Капитальные затраты провайдеровтелекоммуникационных услуг в США достигли к2000 г. 90 млрд долл., но снизились до 30 млрддолл. к 2002 г. В Европе было сокращено 500 000рабочих мест, денежные потоки уменьшились на45%, уровень инвестиций снизился на 70%.


Экономика


шрутизатора с 40-гигабитным интерфей-

сом замена последнего выльется в допол-

нительные затраты, которые следует учи-

тывать в бизнес-модели, отдающей пред-

почтение выбору 40, а не 10 Гбит/с. По

словам Хансена, также «бывает, что ко-

пать улицу для прокладки нового волокна

настолько непривлекательно, что оператор

предпочтет потратить побольше на увели-

чение полосы пропускания».

Специалисты из Mintera рассматривают

проблему под другим углом. Вместо срав-

нения стоимости 40-гигабитной системы с

одной 10-гигабитной, как они заявляют,

важнее сравнить стоимость одного канала

на 40 Гбит/с с четырьмя каналами по

10 Гбит/с – схемой, используемой сейчас

несколькими операторами.

«Сравнивать 40-гигабитный передатчик с

самым дешевым 10-гигабитным, способ-

ным передавать на несколько десятков

километров, – все равно что сравнивать

яблоки с апельсинами. Обычно за основу

сравнения берут стоимость высокоскоро-

стной системы, но сегодня мы работаем

над технологиями, которые будут внедре-

ны в течение следующих 12–18 месяцев.

Кроме того, они будут конкурентоспособ-

ны в более развитых городских сетях и

городских базовых сетях», – объясняет

Терри Унтер, главный исполнительный

директор Mintera.

Ускорить переход на 40 Гбит/с могут так-

же последние разработки передовых ме-

тодов модуляции с компенсацией диспер-

сии при повышенных скоростях передачи.

«Наиболее перспективным методом

представляется дифференциальная фа-

зовая модуляция (DPSK). В этом случае

модулируются и амплитуда, и фаза; та-

ким образом, средняя мощность оказыва-

ется на 3 дБ выше, чем позволяют полу-

чить другие методы. Так как на 40 Гбит/с

мощность на 6 дБ ниже, то метод, даю-

щий выигрыш в 3 дБ, кажется крайне ин-

тересным», – размышляет Ф. Одет. По

его словам, метод DPSK также более ус-

тойчив к хроматической и поляризацион-

но-модовой дисперсии.

Нельзя переоценить и значение емкости,

– добавляет Т. Унтер. В своем модуле для

разнесения каналов на 50 ГГц его компа-

ния использует и передовую модуляцию,

и «умную компенсацию хроматической

дисперсии». – Позиция, которую мы заня-

ли, состоит в том, что 40 Гбит/с окажется

экономически жизнеспособным

новшеством только если провайдеры су-

меют включить эту скорость в инфраст-

руктуру, уже построенную для 10 Гбит/с,

– говорит он. – До сегодняшнего дня ос-

новной задачей для нас было выйти с вы-

годным, готовым к внедрению решением,

работающим по правилам 10-гигабитной

схемы и в ее инфраструктуре. В таком

случае оператор связи сможет добавить

связь на 40 Гбит/с без инвестирования

денег в модернизацию усилителей, во-

локна и компенсаторы дисперсии, кото-

рые уже были установлены для использо-

вания на скорости 10 Гбит/с».

Джо Лоренс, главный архитектор Level 3,

соглашается, что нынешние цены оста-

ются слишком высокими, но высказыва-

ет сомнение в том, насколько это про-

диктовано упомянутыми техническими

препятствиями: «В действительности де-

ло в объемах производства. Привлека-

тельность 10 Гбит/с кроется не обяза-

тельно в технологии. Просто чип, если

уж он разработан, штампуется миллио-

нами, а не тысячами».

Серж Мель, вице-президент по техничес-

кому маркетингу и развитию бизнеса ком-

пании Infinera, соглашается с тем, что

стоимость соединения портов маршрути-

затора с линией системы WDM на скорос-

ти 40 Гбит/с все еще слишком высока.

«Сегодня стоимость компонент для 40

Гбит/с снизилась еще недостаточно, что-

бы стать широко распространенной аль-

тернативой», – утверждает он, замечая,

что оборудование для 40 Гбит/с до сих

пор в 6–7 раз дороже своих 10-гигабит-

ных аналогов.

Для работы над этими проблемами Infinera

объединила восемь других вендоров. Они

должны установить многоисточниковое со-

глашение (MSA) X40 для разработки много-

канального оптического приемопередатчи-

ка на 40 Гбит/с, который был бы не более

чем в 2,5 раза дороже 10-гигабитного.

Однако для некоторых операторов вклю-

чая Level 3 даже снижение стоимости

компонент 40-Гбитной системы вслед-

ствие повышения объемов производства

не сделает этот интерфейс однозначно

выгодным. Дж. Лоренс докладывает, что

в своих базовых сетях Level 3 уже рабо-

тает с большими скоростями передачи

данных, «используя более восьми длин

волн на скорости 10 Гбит/с на междуго-

родных отрезках». Оператор крайне заин-

тересован в работе недавно сформиро-

ванной Группы изучения высоких скорос-

тей (HSSG) IEEE 802.3, задача которой

состоит в оценке потребности в более вы-

соких скоростях передачи данных вплоть

до 100 Гбит/с (Ethernet).

«Мы видим, что 100-гигабитный Ethernet

наверняка окажется для нас правильным

выбором, но это не означает, что мы «по-

хоронили» 40 Гбит/с, – объясняет Дж. Ло-

ренс. – Многим нашим клиентам необхо-

дим этот формат, поэтому не думаю, что

мы откажемся его поддерживать. Мы прос-

то не считаем, что он самый выгодный».


Lightwave, December 2006

Литература,

добавленная при переводе

1. Величко М.А., Сусьян А.А. Оптическая

коммутация всплесков данных // Lightwave

Russian Edition, 2006, № 4, с. 18.

2. Хоскин Т. 40�гигабитные оптические сети:

зачем, как и когда? // Lightwave Russian

Edition, 2005, № 3, с. 16.

3. Новости ECOC // Lightwave Russian

Edition, 2003, № 1, с. 5.

4. Новости OFC // Lightwave Russian Edition,

2003, № 2, с. 5.

На сайте журнала Lightwave и корпорации PenWell был задан вопрос: «Когда полимер-

ные волокна станут важной технологией для создания домашних сетей?» Ответы рес-

пондентов распределились следующим образом:

• В течение ближайших двух лет 21,15%

• В течение 2-5 лет 31,18%

• Более, чем через 5 лет 26,52%

• Никогда 21,15%

Когда полимерные волокна станут важнойтехнологией для создания домашних сетей?


Экономика

ДЖЕФФРИ МЭДДОКС (JEFFREY MADDOX), руководитель группыразработки продуктов подразделения оптических систем компании Cisco

Компания Cisco в декабре 2004 г. анонсиро-

вала новую стратегию развития и предло-

жила новую архитектуру сетей связи, осно-

ванную на технологии IP NGN. Она, по мне-

нию Дж. Мэддокса, поможет операторам

трансформировать свой бизнес и сети.

Дж. Мэддокс особо отметил, что предлагае-

мая стратегия основывается на полностью

готовых решениях, предназначенных для

операторов фиксированной связи, кабель-

ного телевидения и мобильной телефонии.

Характеризуя место, которое занимают

среди множества инноваций оптические

решения, Дж. Мэддокс подчеркнул, что

«оптические решения, которые многие

воспринимают как независимые от всего

остального, являются необходимым фун-

даментом для сетевых архитектур ново-

го поколения».

В настоящее время наблюдается переход

от использования технологии SDH для

построения транспортных сетей к техно-

логии DWDM, обладающей существенно

большей масштабируемостью. По мне-

нию Дж. Мэддокса, технология SDH бу-

дет и далее играть важную роль, однако

эта роль будет ограничиваться агрегаци-

ей трафика в электрических сетях (с этой

задачей SDH отлично справляется уже

много лет). При этом использование SDH

будет постепенно перемещаться к сетевой

периферии, тогда как в магистральных се-

тях нового поколения все чаще будет ис-

пользоваться DWDM.

Основное назначение оптических реше-

ний для сетей NGN будущего, по мнению

Дж. Мэддокса, состоит в обеспечении эф-

фективного использования волоконно-оп-

тических ресурсов, оптимальной передачи

трафика Ethernet и простоты в установке,

эксплуатации и диагностике. Именно раз-

личия в последнем пункте отличают «пло-

хие» решения от решений, которые могут

существенно изменить бизнес операто-

ров. По словам Дж. Мэддокса, ключевым

звеном в стратегии Cisco «IP на базе

WDM» является интеграция оптического

уровня с уровнем IP. И хотя на первый

взгляд этот подход выглядит вполне есте-

ственным и эволюционным, на деле он

резко меняет ситуацию и революционен.

Многие производители сетевого оборудо-

вания и операторы рассматривают эти

два уровня как отдельные и независимые

друг от друга. В результате возникают две

независимые сети, а их технической под-

держкой занимаются разные группы спе-

циалистов. В операторской сетевой архи-

тектуре мы часто видим сеть IP, сеть

SDH, которая часто состоит из нескольких

независимых колец, и дополнительно не-

зависимую сеть для оборудования обра-

ботки и хранения данных. Гораздо более

эффективна архитектура, в которой WDM

используется в транспортной магистрали,

а для всех остальных технологий (SDH, IP,

SAN) выделяется отдельный оптический

канал (длина волны). Это значительно по-

вышает эффективность использования

проложенного оптоволокна. Дополнитель-

но такой подход создает возможности для

существенной экономии за счет отказа от

ненужного сетевого оборудования. Рас-

смотрим пример, когда маршрутизатор

подключается к сети WDM. В этом случае

традиционная схема подключения требует

проведения «оптической демаркационной

линии» между маршрутизатором и WDM,

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКИХ

ТЕХНОЛОГИЙ В СЕТЯХ СВЯЗИ НОВОГО

ПОКОЛЕНИЯ

По материалам доклада на заседании клуба экспертов ProCisco

В настоящее время наблюдается быстрый переход от использова-ния технологии SDH для построения транспортных сетей к техно-логии DWDM, обладающей существенно большей масштабируе-мостью. По мнению Дж. Мэддокса, технология SDH будет и далееиграть важную роль, однако эта роль будет ограничиваться агре-гацией трафика в электрических сетях (с этой задачей SDH от-лично справляется уже много лет). При этом использование SDHбудет постепенно перемещаться к сетевой периферии, тогда какв магистральных сетях нового поколения все чаще будет исполь-зоваться DWDM.


Экономика


т.е. установки транспондера. «Демарка-

ция» стоит недешево. Зачастую затраты

на транспондеры составляют 20–30% от

общих расходов на строительство опти-

ческой транспортной сети. Для полностью

интегрированной сети мы предлагаем го-

раздо более эффективный подход. Мы хо-

тим использовать оптическую технологию

WDM прямо на маршрутизаторе и отка-

заться от транспондеров. Для этого требу-

ется аппаратное и программное обеспече-

ние, которое предоставит пользователям

нужную функциональность. Именно поэто-

му Cisco разработала множество новатор-

ских функций, например:

• новые IP-интерфейсы для маршрутизато-

ров с поддержкой инкапсуляции G709 OTU,

обеспечивающей контроль производитель-

ности и использование упреждающей кор-

рекции ошибок (FEC) для передачи на

большие расстояния;

• функции корреляции сетевых предупреж-

дений (network alarm correlation) с поддерж-

кой интерфейсов на маршрутизаторах.

Такая стратегия компании Cisco отли-

чается, и достаточно существенно, от

общепринятой стратегии на рынке оп-

тических транспортных систем. Основное

преимущество предлагаемой концепции

состоит в том, что интеграция IP и DWDM

имеет понятные и вполне исчислимые

преимущества, позволяющие реализо-

вать существенно более гибкое и масш-

табируемое решение по передаче

Ethernet с более высоким качеством об-

служивания, чем любое традиционное ре-

шение, ориентированное на использова-

ние технологий TDM.

Говоря о технологических новшествах в

DWDM-системе компании Cisco, Дж. Мэд-

докс, отметив поддержку полносвязных

оптических сетей (optical mesh), сказал,

что традиционная транспортная архитек-

тура – это, как правило, несколько свя-

занных между собой колец, использую-

щих технологии TDM. Соответственно ка-

нал, проходящий через несколько колец,

требует ручного подключения и является

достаточно сложной с точки зрения раз-

вития и эксплуатации архитектурой. Цель

оптической полносвязной сети состоит в

том, чтобы с помощью перенастраивае-

мых оптических мультиплексоров вво-

да/вывода (ROADM) реализовать про-

граммно управляемую и автоматизиро-

ванную коммутацию оптических каналов

(длин волн) по всей сети. Такая сеть мо-

жет менять конфигурацию (для каждого

конкретного оптического канала) в любой

точке с помощью простых программных

команд. Перестраиваемая сеть с автома-

тическим переключением оптических ка-

налов (WXC ROADM) автоматически

маршрутизирует оптические каналы, пол-

ностью освобождая оператора от дорогих

и трудоемких ручных операций. Кроме то-

го, отказ от ручной работы снижает веро-

ятность ошибок и тем самым значительно

повышает надежность сети. Говоря о

NGN-сетях будущего, где IP-трафик мо-

жет потребовать изменения конфигура-

ции на регулярной основе (например каж-

дый час), использование полностью пере-

настраиваемых оптических сетей имеет

неоспоримые преимущества по сравне-

нию с традиционными сетями TDM. Нали-

чие полностью автоматизированного оп-

тического уровня позволяет существенно

расширить возможности управления для

всей системы в целом.

«Кстати, простота в эксплуатации – это од-

на из наиболее важных концепций DWDM, о

которой, к сожалению, часто забывают», –

сказал Дж. Мэддокс.

Технологии WDM существуют уже не пер-

вый год, но именно сейчас наблюдается

быстрый переход к решениям WDM ново-

го поколения. Это, по мнению Дж. Мэд-

докса, связано с появлением технологий

ROADM и настраиваемых лазеров. Имен-

но эти технологии при правильной реали-

зации платформы позволяют операторам

воспользоваться преимуществами WDM в

полном объеме. Предыдущие технологи-

ческие решения требовали физического

прерывания потоков данных для добавле-

ния новых клиентов или посещения тех-

ническим персоналом всех узлов для про-

ведения работ каждый раз, когда требу-

ются изменения в сети.

Новые технологии, позволяющие про-

граммно перестраивать сеть, и их опти-

мальная физическая реализация значи-

тельно упрощают эксплуатацию сети, –

продолжил Дж. Мэддокс, но это еще не

все. Другой ключевой компонент наших

решений – управление оптической пере-

дачей и комплексное, сквозное управле-

ние оптическими ресурсами. Интересно

сравнить поведение двух систем WDM,

используемых для транспорта большого

количества волновых каналов на боль-

шом расстоянии. Обрыв одного оптичес-

кого кабеля в такой сети может вызвать

сотни аварийных сообщений об остановке

каждого конкретного оптического канала.

Представьте себе, какой эффект это вы-

зовет в национальной сети, где трафик

передается на сотни и тысячи километ-

ров, и как трудно будет разобраться в ла-

вине сообщений, чтобы найти источник

проблемы. Платформа Cisco ONS 15454

MSTP обеспечивает автоматическую кор-

реляцию событий в сети и позволяет лег-

ко найти причину сбоя или отказа. Это су-

щественно упрощает поиск неисправнос-

тей в сложных оптических сетях.

Говоря о решениях задач эффективного

транспорта Ethernet в оптических магист-

ральных сетях, Дж. Мэддокс анонсировал

появление нового поколения транспортных

карт – Cross Ponder (XPonder). Эти карты

обеспечивают транспорт потоков 10GE

или агрегацию до 20 потоков GE в одном

потоке 10GE. Они обеспечивают опти-

мальное решение для агрегации трафика

GE в узлах доступа и передачи его на ма-

гистральный узел, где весь трафик в еди-

ном потоке 10GE передается на маршру-

тизатор для дальнейшей обработки. Как

отметил Дж. Мэддокс, новые «кросспонде-

ры» Cisco поддерживают две важные

функции Ethernet, которые очень востре-

бованы нашими заказчиками. Это функ-

ции переключения в случае аварии на се-

ти (менее 50 мс) и контроля производи-

тельности. Использование этих схем поз-

воляет значительно увеличить плотность

сети и обеспечивает ряд уникальных функ-

ций, специально разработанных для транс-

Простота в эксплуатации – это одна из наиболееважных концепций DWDM, о которой,к сожалению, часто забывают.

Джеффри Мэддокс


Экономика

порта видео и трафика широкополосных

сетей. Видео, к примеру, часто передается

в одном направлении в широковещатель-

ном режиме, и в этом случае кросспонде-

ры можно настроить на работу в одном

направлении, что позволяет оптимизиро-

вать передачу потоков видео.

Повторив, что будущие сети нового поколе-

ния (NGN) будут использовать для транс-

порта технологию DWDM, а SDH, IP и SAN

будут передаваться по отдельным оптичес-

ким каналам, а не отдельным оптическим

волокнам, Дж. Мэддокс подчеркнул, что та-

кой подход дает немало преимуществ, в

том числе финансовых. Операторы сущест-

венно проинвестировали разработку и про-

изводство оборудования TDM (SDH), и оно

должно работать и окупаться. Некоторые

наиболее активные операторы обещают к

2008 г. полностью прекратить закупки про-

дуктов TDM и перейти на системы DWDM и

IP. Однако это не означает, что технология

TDM сразу же исчезнет и престанет исполь-

зоваться. Вовсе нет, но основное развитие

в дальнейшем придется на системы DWDM

и IP, а SDH-системы останутся в эксплуата-

ции и будут обеспечивать решение своих

задач. Многие операторы уже планируют

переносить их из ядра сети на уровень аг-

регации доступа. Это значит, что нам нуж-

но обеспечить интеграцию существующих

систем TDM с новыми конвергентными се-

тями NGN WDM. Для этой интеграции Cisco

разработала еще один продукт, MSPP-on-a-

blade, который обеспечивает всю функцио-

нальность SDH-мультиплексора, а именно

агрегацию нескольких потоков STM-1/4/16 и

GE на базе одной карты.

В заключение Дж. Мэддокс отметил, что

новая концепция позволяет создавать оп-

тимальные в эксплуатации, простые в раз-

вертывании и диагностике системы. Толь-

ко при этом условии можно ожидать быст-

рого и успешного перехода заказчиков к

технологиям DWDM. Такая конвергентная

сеть NGN при использовании продуктов,

которые изначально создавались для ре-

шения операционных проблем, может

быть очень эффективна.

Кроме того, новая концепция обеспечивает

защиту инвестиций. Технология DWDM да-

ет заказчику большие преимущества за

счет консолидации сетей IP, SDH и SAN.

Это позволяет беспрепятственно перехо-

дить к конвергентным сетям NGN, сохра-

няя существующие сетевые ресурсы и пос-

тепенно внедряя новые технологии.

Всероссийская конференцияпо волоконной оптике

Научный центр волоконной оптики РАН

и Пермская научно�производственная приборостроительная компания

проводят Всероссийскую конференцию по волоконной оптике

10–12 октября 2007 г.

в г. Перми

Темы конференции

• Волоконные световоды• Волоконно-оптические кабели• Волоконно-оптические линии связи• Компоненты и устройства волоконной оптики• Волоконные лазеры и усилители• Волоконно-оптические датчики и системы измерения физических величин• Другие актуальные вопросы современной волоконной оптики и смежных областей

Председатель конференции

академик Дианов Евгений Михайлович, НЦВО РАН, Москва

Участие в конференции

Прием тезисов докладов: до 18 июня 2007 г.

Регистрация участников: до 10 сентября 2007 г.

Контактная информация

Васильев Сергей Александрович, тел.: +7 (499) 503-82-07, Е-mail: [email protected]

Официальный сайт конференции

www.forc.gpi.ru/rfo-07


Интернет�директории


ЗАО «ОКС 01»

Производство оптическихкабелей связидля различных условийпрокладки и эксплуатации

ЗАО «Пластком»

Производство защитныхпластмассовых трубдля линейных сооруженийсвязи

www.ocs01.ru www.plastcom.spb.ru

Компания

«ТЕРАЛИНК»

Оборудованиеи материалыдля монтажа,строительстваи тестирования ВОЛС

www.teralink.ru

Компания

«PHOTONIUM»

Оборудование для производ$ства телекоммуникационногои специального оптическоговолокна, сборочные и упако$вочные линии для сотовыхтелефонов, аккумуляторов,зарядных устройств, антенн,высокочастотных фильтров,оптических компонентов и др.

www.photonium.fi

ООО «ВэлкомТрейдинг»

Широкий спектроборудования, кабеля ирасходных материалов длямонтажа и эксплуатацииволоконно$оптических иэлектрических линий связи

www.velcom-t.ru

Компания«ИНСТИТУТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ»

Производитель контроль$но$измерительного обору$дования для ВОЛС, системмониторинга, приборовдля испытания оптическогокабеля при производствеэталонных приборов

www.beliit.com

КомпанияООО «ОПТЕЛ»Производство пассивныхкомпонентов ВОЛС, пос$тавка кабеля, измеритель$ных приборов, инструмен$тов и кабельной арматуры.Курсы повышения квали$фикации по ВОЛС

www.optel.ru www.optel.com.ua

Компания

«ОПТИКТЕЛЕКОМ»

Материалы, технологии и решениядля строительстваи эксплуатации ВОЛС

www.optictelecom.ru

OFS

Оптические волокна,оптические кабели,соединительныеустройства и компоненты,изделия специальнойфотоники, компенсаторыдисперсии и др.

www.ofsoptics.com


WDM и оптические сети связи

ГАНС�ЮРГЕН ШМИДТКЕ (HANS�JUERGEN SCHMIDTKE), вице�президент компанииSiemens Networks LLC

АЛАН ГИББЕРМЕЙЕР (ALAN GIBBEMEYER), директор компании Siemens Networks LLC

Для телекоммуникационной связи и рабо-

ты приложений, насыщенных медиа-тра-

фиком и требующих широкополосного

доступа, нужна сеть нового типа. Тради-

ционные архитектуры SONET/SDH, разра-

ботанные для узкополосных сетей прош-

лого поколения, сейчас перегружены.

Достраивание схем SONET/SDH для уве-

личения емкости – дело сложное и доро-

гостоящее, притом что преобразование

Ethernet через протокол SONET/SDH вы-

ливается в огромные потери пропускной

способности.

Резкий скачок объемов передаваемой ин-

формации при уменьшении доли трафика

на основе временно��го мультиплексирова-

ния (TDM) означает, что переход к только

пакетной передаче по системам плотного

волнового мультиплексирования (DWDM)

станет значительно выгоднее за счет не-

нужного отныне преобразования в

TDM–пакет в каждом узле. Вдобавок к

преимуществам «умной» технологии

DWDM на первый план выходят новые

протоколы, например Gigabit Ethernet

(GbE), 10GbE и Fibre Channel. Совместно

эти технологии способны обеспечить по-

вышенную гибкость, снижение эксплуата-

ционных расходов и меньшую стоимость

оборудования по сравнению с теми же ха-

рактеристиками для широко распростра-

ненной инфраструктуры SONET/SDH.

Помимо увеличения емкости сети ключе-

выми преимуществами DWDM следует счи-

тать его высокую совместимость с новыми

протоколами передачи данных и возмож-

ность эффективного устранения перегру-

зок благодаря отказу от опто-элетктро-оп-

тического (OEO) преобразования. ОЕО-

преобразование – это наиболее дорогосто-

ящий этап в сегодняшних сетях передачи

данных как по капитальным затратам, так

и по стоимости обслуживания. С точки зре-

ния топологии и уров-

ня обслуживания,

Ethernet, приспособ-

ленный к ячеистой

структуре, и ячеистое

DWDM идеально до-

полняют друг друга.

В настоящей статье

рассмотрены пять ос-

новных доводов в

пользу применения

провайдерами комму-

тации Ethernet второ-

го уровня через

DWDM. Комбинируя

интеллектуальную обра-

ботку пакетов и опти-

ческое распределение

по длинам волн в еди-

ное целое, например в универсальную

систему коммутации Ethernet 2-го уровня

через DWDM, провайдеры могут извлечь

тройную выгоду. Это экономия на эксплу-

атации, более эффективное использова-

ние ресурсов, оптимизация пропускной

способности и почти неограниченная воз-

можность роста объема передачи. Наз-

ванные преимущества от внедрения

DWDM особенно важны для развития го-

родских и региональных сетей, но помо-

гут и операторам, намеревающимся ис-

пользовать его только для дальней связи.

Ethernet на подъеме

Широкое освоение мультимедийных при-

ложений с высокой пропускной способ-

ностью вызвало экспоненциальный рост

пакетного трафика (в основном Ethernet),

для которого необходимы мощные и неза-

висимые механизмы передачи и приема

все возрастающих объемов данных и хра-

нилища колоссальных объемов информа-

ции. Кроме того, для эффективности и

поддержания качества услуг (QoS) необхо-

димо разделять передачу и прием.

Для этого провайдеры связи строят свои

городские и региональные сети в соответ-

ствии с нынешними требованиями, т.е. под-

держивая традиционную связь TDM и учи-

тывая завтрашние потребности. Операторы

связи быстро осознали, что традиционные

технологии в сегодняшних городских сетях

недостаточно динамичны функционально и

по объему передачи, чтобы отвечать непре-

рывно растущим требованиям к пропускной

способности со стороны пользовательских

сетей в соответствии с уровнем QoS/QoE.

Проблема, с которой столкнулись провай-

деры связи, – поиск подходящих техноло-

гий операторского уровня, предусматри-

вающих простое, экономное обслужива-

ние и рост объема передачи по мере экс-

поненциального роста пропускания для

пакетного трафика. Операторам необхо-

димо придумать, как выгодно продавать

многочисленные новые услуги не в ущерб

эффективности обслуживания.

КОММУТАЦИЯ ETHERNET ВТОРОГО УРОВНЯ

НА ОСНОВЕ DWDM

Рис. 1. Двухсистемная DWDM�сеть с передачей потехнологии Ethernet неэффективна, так как задей�ствует не все порты

DWDM на марше

Для того чтобы оставаться

конкурентоспособными, сегод-

ня операторам связи нужно

перейти от традиционных се-

тей, подобных SONET/SDH и

Frame Relay, к высоконадеж-

ным, интеллектуальным сетям

DWDM. Сети DWDM снижают

потребность в прокладке во-

локонных линий благодаря ос-

воению ресурсов уже сущест-

вующей инфраструктуры.

Идея в том, чтобы передавать

информацию не на одной дли-

не волны, а задействовать раз-

ные длины волн, полнее исполь-

зуя почти неограниченную вол-

новую емкость оптоволокона.

Битовая передача данных и протоколонеза-

висимая природа DWDM помогут провайде-

рам связи избавиться от текущих перегру-

зок и плавно перейти к повсеместно расп-

ространяющимся новым протоколам, таким

как GbE и 10GbE, в их «родных» форматах.

Сеть DWDM в комбинации с коммутацией

Ethernet второго уровня обеспечит и эф-

фективность эксплуатации, и экономию, и

параллельно позволит подготовиться к за-

пуску будущих доходных услуг.

Существенна также экономичность этого

дуэта. Форум по городскому Ethernet

(MEF) провел исследование на основе

трехлетней работы городской сети сред-

них размеров. Согласно этому исследова-

нию, сеть, основанная на принципах опти-

ческого Ethernet, обходится вдвое дешев-

ле традиционной сети SONET/SDH [1].

При замене традиционной сети автоматизи-

рованной системой DWDM капитальные зат-

раты на оптические устройства могут сокра-

титься на 30%. Экономия достигается за

счет снижения числа ОЕО-преобразований

при одновременном использовании запаса

эффективности и пропускной способности

сети. И самую большую экономию даст сок-

ращение вмешательства человека в предос-

тавление услуг и обеспечение связи. Посте-

пенно эта экономия достигнет 80%.

Кроме того, уже достигнуты значительные

успехи в технологии интеллектуальных оп-

тических систем для DWDM-линий. К ним

относятся системы, содержащие реконфи-

гурируемые оптические мультиплексоры

(ROADM) и даже оптические переключате-

ли. ROADM с лихвой компенсируют свою

стоимость избавлением от дорогостоящих

ОЕО-преобразований, а оптические перек-

лючатели прокладывают путь к оптически

прозрачной ячеистой архитектуре. Другое

серьезное достижение – механизмы рас-

пределенного управления. Это, например,

обобщенная многопротокольная коммута-

ция по меткам (GMPLS), которая позволяет

организовать интеллектуальное управле-

ние емкостью и производительностью сети.

Полностью интегрированная сеть с комму-

тацией Ethernet второго уровня через

DWDM позволяет динамически изменять

емкость и распределение производитель-

ности по разным портам и комплексам сер-

вера. Возможности более гибких систем

позволят эффективно и недорого спра-

виться с требованиями завтрашнего дня.

«Pro» без «contra»

Доводов в пользу коммутации Ethernet вто-

рого уровня на основе DWDM – множество,

однако мы приведем лишь пять самых убе-

дительных.

1. Cнижение сложности и стоимости

оборудования

Сеть оптической передачи данных на осно-

ве DWDM может тянуться от ядра до узло-

вой и оконечной сети пользовательского

доступа. Благодаря ROADM можно отка-

заться от EOE-преобразований, снижая

уровень сложности и число компонент се-

ти. Например, при необходимости комму-

тации или маршрутизации скорость пере-

дачи может упасть на соответствующем

устройстве, тогда как, если пакетная обра-

ботка не дает выгод, то к трафику приме-

нима оптическая коммутация. Как

следствие, сокращение числа пре-

образований в сети значительно

снижает ее сложность и стоимость

работы.

Теперь добавим к ней для переда-

чи данных, коммутации и т.п.

Ethernet второго уровня операто-

рского класса. Доказано, что

Ethernet операторского класса сни-

жает и капитальные затраты и

расходы на обслуживание без

ущерба качеству и доступности

предоставляемых услуг. Сетевые

приложения следующего поколе-

ния будут работать преимущест-

венно с пакетами, поэтому пакет-

ный подход особенно эффективен.

Кроме того, оборудование для коммута-

ции Ethernet второго уровня по сети

DWDM потребляет меньше энергии и за-

нимает меньше места. При этом оно до-

пускает рост объемов передачи и значи-

тельно дешевле традиционных сетей TDM.

2. Эффективное использование ресурсов

для достижения оптимальной

пропускной способности

Ethernet второго уровня, полностью интег-

рированный в сети DWDM, может приспо-

собиться к переменным запросам на тра-

фик и осуществлять защиту потоков дан-

ных без пакетных ограничений. Это необ-

ходимое требование для многофункцио-

нальной среды.

Комбинируя интеллектуальную пакетную

обработку и распределение по длинам

волн в единую систему, которая эффек-

тивно упростит сеть, операторы связи мо-

гут избежать как чрезмерного наращива-

ния оборудования, так и ограничений, на-

лагаемых общей защитой порта прие-

ма–передачи. Интегрированная сеть вто-

рого уровня с DWDM позволяет разделить

каналы и защищать их по отдельности. В

конечном счете получаем экономически

выгодную систему с эффективным ис-

пользованием ресурсов. Двухсистемная

архитектура (рис. 1) потребует разбиения

потоков по уровням обслуживания с выте-

кающей отсюда разгрузкой портов. Реше-

нием снова является оптимальное сочета-

ние защиты портов и качества обслужива-

ния, поддерживаемого единой системой.

Однако Ethernet второго уровня в сети

DWDM (рис. 2) преодолевает двухуровневые



Рис. 2. Сеть второго уровня с DWDM всегда передаетинформацию на самом нижнем из возможных уровней



ограничения и собирает потоки

напрямую в оптические каналы

DWDM, что означает оптимиза-

цию пропускной способности и

стоимости передачи данных.

Региональные или международ-

ные сети с коммутацией Ethernet

2-го уровня на основе DWDM мо-

гут выиграть от включения в опти-

ческий уровень каналов, не требу-

ющих маршрутизации LER/LSR.

При этом трафик, требующий

LSR, будет передаваться по ком-

мутируемой части системы.

3. Упрощение предоставления

услуг для ускорения выхода

на рынок

Операторам связи необходимы вы-

сокоавтоматизированные оптические систе-

мы для новых услуг, быстрой диагностики не-

поладок и наращивания возможностей по ме-

ре необходимости. Идеальная система обес-

печит единое программное управление для

простого и быстрого подключения к услуге –

от планирования сетевого соединения и до

последнего шага подтверждения соглашения

по уровню услуг (SLA) – с минимальным вме-

шательством человека в случае неполадок.

В сети DWDM с коммутацией Ethernet 2-го

уровня инструменты планирования и конфи-

гурирования объединены программным ин-

терфейсом. Это позволяет удостовериться,

что связь установлена именно так, как было

намечено. Рабочие указания генерируются

автоматически и рассылаются блоком уп-

равления сетью на ее компоненты. Перекон-

фигурация или включение новых каналов

производится непрерывно программным

обеспечением, причем мониторинг и обра-

ботка информации по уровню услуг осущес-

твляется автоматически, с проверкой также

через сеть (рис. 3).

Упрощенная система предоставления свя-

зи позволит операторам довести доступ-

ность услуг для пользователей до высокого

уровня и облегчить продвижение новых ус-

луг на рынке.

4. Автоматизация управления сетью, рост

пропускной способности и снижение

расходов операторов

Объединенная автоматизированная система

управления сетью DWDM с коммутацией

Ethernet 2-го уровня может обеспечить пол-

ную поддержку задач управления от физи-

ческого уровня до уровня услуг, а также

полный мониторинг оптической сети следу-

ющего поколения. Система должна будет

уметь менять пропускание в широких пре-

делах в целях специализации управления

сетью и оптимизации его по затратам. Кон-

цепция «оплаты по мере роста» позволяет

операторам начинать с экономически эф-

фективной системы и наращивать дополни-

тельные компоненты и емкость по мере не-

обходимости.

Новая система должна также поддержи-

вать многофункциональную платформу

обеспечения связи следующего поколения

и быть достаточно гибкой для работы как

в автономном режиме, так и в составе

системы управления сетью, обеспечивая,

таким образом, плавное расширение се-

годняшней системы управления. Для под-

держки интерфейсов SONET и SDH необ-

ходима поддержка эмуляции схемы TDM, а

для управления уровнем данных – комму-

тация второго уровня.

5. Автоматическое обнаружение проблем

по всей сети и быстрое их решение

Обслуживание сети с коммутацией Ethernet

второго уровня на основе DWDM станет

намного гибче и проще. Объединенная архи-

тектура может поддерживать высокоинтел-

лектуальные механизмы защиты и раздель-

ную защиту на разных уровнях системы оп-

тической связи (OSI).

К тому же повышение корреляции предуп-

реждений о неполадках с реальными не-

исправностями упрощает определение

причин неполадок и решение проблем по

всей сети DWDM.

Например, ослабле-

ние оптического сиг-

нала обычно запуска-

ет серию оповещений

сразу от усилителей,

мультиплексоров,

ретрансляторов и дру-

гих устройств. Сеть

DWDM с коммутацией

Ethernet 2-го уровня

способна обнаружить

и локализовать проб-

лемный участок зна-

чительно быстрее, от-

фильтровывая лиш-

ние сигналы тревоги.

Она также немедлен-

но регистрирует кри-

тические события благодаря мощному ме-

ханизму обработки, фильтрации и подав-

ления повторных оповещений, а также ин-

теллектуальной функции корреляции опо-

вещений между пакетной и обычной опти-

ческой передачей.

Верный подход

Сеть DWDM в сочетании с коммутацией

Ethernet обеспечивает беспрецедентную

пропускную способность и распределение

производительности по многочисленным

портам, соединениям и комплексам. В та-

кой сети радикально повышаются и гиб-

кость, и доступность предоставления услуг.

Технология пакетной коммутации Ethernet

оптимизирована для сетей следующего по-

коления, в которых трафик будет пакетным.

Ее возможности позволяют операторам свя-

зи радикально снизить затраты на оборудо-

вание и обслуживание, упростить сеть уст-

ранением некоторых этапов обработки сиг-

нала, эффективнее использовать ресурсы

для достижения оптимального пропускания,

облегчить доступ к услугам связи благодаря

объединенному автоматизированному мони-

торингу и управлению, а также простоте

увеличения объемов передачи данных в со-

ответствии с ожидаемым в скором будущем

требованием почти неограниченной полосы

пропускания.


1. Metro Ethernet Finally Delivers // Billing

World and OSS Today. January 2006.


Lightwave, February 2007

Рис. 3. Сеть второго уровня с DWDM выгодна упрощением пре�доставления услуг



МЭТТ ТРАВЕРСО (MATT TRAVERSO), старший менеджер компании Opnext

Оптическое коммуникационное оборудова-

ние с интерфейсом для передачи данных со

скоростью 40 Гбит/с стало доступным опе-

раторам коммерческих сетей в 2004 г. Пос-

ледовало внедрение этих систем. Новое по-

коление интерфейсов надеются произво-

дить многие поставщики оборудования.

Между тем на рынке оптических коммуника-

ций объем сделок, связанных с использова-

нием технологии 10 Гбит/с, за последние два

года увеличился. Так, по мнению аналитиков

компании Ovum-RHK, с 2003 по 2005 гг. ры-

нок модулей для 10-гигабитного Ethernet вы-

рос более чем в два с половиной раза

(Datacom Market Update, апрель 2006), а при-

ложений для 10-гигабитной связи – более

чем на 40% (WAN Market Update, июль 2006).

Этот быстрый прогресс обострил необходи-

мость освоения высокоскоростных интер-

фейсов (таких, как 40-гигабитный) для объе-

динения растущего числа 10-гигабитных ли-

ний. Необходимы они и в целях обеспечения

пропускной способности сетей для предстоя-

щего повышения мощности крупных цен-

тров обработки данных и узлов связи.

Разворачивание 40-гигабитных сетей порож-

дает необходимость в интерфейсах следую-

щего поколения с небольшими габаритами и

приемлемыми потерями в линиях связи лю-

бой протяженности. Однако прежде чем

устройства нового поколения смогут соотве-

тствовать этим требованиям, нужно преодо-

леть серьезные технические препятствия.

Разработчики оптических устройств экспе-

риментируют с новыми форматами модуля-

ции, благодаря которым в перспективе мож-

но будет преодолеть эти препятствия.

Борьба с недостатками

Три основных препятствия, ограничиваю-

щих дальность передачи сигналов со ско-

ростью 40 Гбит/с, – это хроматическая дис-

персия, затухание сигнала и поляризаци-

онно-модовая дисперсия. Хроматическая

дисперсия связана с зависимостью ско-

рости оптического сигнала от длины вол-

ны и приводит к расширению пучков све-

товых лучей, а значит, к расплыванию и

ослаблению сигналов. Поляризационно-

модовая дисперсия связана с зависи-

мостью скорости сигнала от его поляриза-

ции. Оптическое затухание приводит к по-

тере мощности из-за рассеяния и поглоще-

ния света в оптоволокне.

Основной проблемой для 40-гигабитных оп-

тических интерфейсов остается хромати-

ческая дисперсия. Эффект хроматической

дисперсии пропорционален квадрату объе-

ма передаваемых данных. Это означает,

что, поскольку на скорости 40 Гбит/с объем

передаваемых данных увеличивается в че-

тыре раза по сравнению с 10 Гбит/с, влия-

ние хроматической дисперсии возрастает в

16 раз. Таким образом, для традиционной

технологии временного мультиплексирова-

ния (TDM), если на 10 Гбит/с данные можно

передавать на расстояние более 80 км, то

на 40 Гбит/с оно окажется менее 10 км.

В традиционных TDM-технологиях использо-

валась схема модуляции «non-return to zero»

(NRZ). Однако недавно OIF* предложил опи-

сание соединения очень большой протяжен-

ности для 10 Гбит/с, которую ITU* потом

внес в стандарт G.959 под кодом функцио-

нальной совместимости P1V1-2C2. Этот

стандарт включает отличные от NRZ схемы

модуляции, позволяющие передавать ин-

формацию по оптоволокну на расстояния до

120 км без использования внешних модулей

для компенсации хроматической дисперсии.

Такие не-NRZ-схемы использовались только

в патентованной DWDM-передаче на боль-

шие расстояния, но их включение в стан-

дарты отражает расширение поддержки оп-

тической не-NRZ-передачи. Кроме того, ITU

создает прецедент стандартизации отлич-

ных от NRZ форматов модуляции, которые

доведут передачу со скоростью 40 Гбит/с до

расстояний, сравнимых с доступными при

сегодняшних 10 Гбит/с.

Альтернативные форматы модуляции

Вследствие значительных искажений при пе-

редаче со скоростью 40 Гбит/с на рынке по-

ка доступны стандартизованные интерфей-

сы только для коротких линий связи. Так,

единственный на сегодня общепринятый ин-

терфейс ITU VSR2000-3R2 на длине волны

1550 нм предназначен для соединений не

длиннее 2 км. Стандарт для передачи на бо-

лее дальние расстояния еще не принят.

Многие производители коммуникационно-

го оборудования использовали специаль-

ные подходы для поддержки передачи

данных на дальние расстояния, но эти ин-

терфейсы не включены в стандарты. От-

расли нужны стандартизованные альтер-

нативы, подобные дуобинарной и диффе-

ренциальной квадратурной (DQPSK) фа-

зовой модуляции [1].

Дуобинарная модуляция была впервые

предложена в 1963 г. Адамом Лендером [2].

Главным ее преимуществом является сни-

жение требуемой полосы пропускание

40 ГБИТ/С: НОВЫЕ ШАГИ

Рис. 1. Бинарный сигнал с представле�нием битов «0» и «1» в трех значенияхпри дуобинарной передаче



вдвое, так что для поддержки

скорости 40 Гбит/с необходи-

ма полоса шириной лишь в

20 ГГц. При дуобинарной пе-

редаче сигналов получатель

регистрирует в момент вре-

мени kT не бит bk, а сумму

bk + bk – 1. Эту технологию

иллюстрирует рис. 1, а на

рис. 2 приведена блок-схема

реализации дуобинарной оп-

товолоконной связи.

Данный алгоритм формирует

трехуровневый сигнал из из-

начального бинарного. Напри-

мер, если значения бинарного

сигнала были «0» и «1», то в

дуобинарном возможны три

значения: 0 (0,0), 1 (0,1 или 1,0)

и 2 (1,1). Пример преобразования NRZ-дан-

ных в дуобинарный формат приведен на

рис. 1. Кроме того, процесс формирования

двух битов для генерации выходных данных

удлиняет время формирования сигнала,

тем самым сужая дипазон частот, или по-

лосу пропускания. Более узкая полоса

обеспечивает более высокие характеристи-

ки передачи и устойчивость к хроматичес-

кой дисперсии [3, 4].

Дуобинарный формат оптической коммуни-

кации имеет множество достоинств. Так как

интенсивность оптического сигнала пропор-

циональна квадрату электрического поля Е,

оптический приемник регистрирует только

два уровня данных (E2,0), хотя кодируются

они тремя величинами (E, 0, –E). Это позво-

ляет использовать в дуобинарных интер-

фейсах для оптоволоконной связи стандарт-

ные NRZ-приемники.

К недостатком относится снижение общей

чувствительности приемника при той же

средней мощности оптического сигнала,

что у NRZ-модулированного сигнала. Бо-

лее того, дуобинарная модуляция позволя-

ет использовать оптический модулятор с

более узкой полосой пропускания, но,

поскольку он должен формировать сигна-

лы как с положительной, так и с отрица-

тельной фазой, на фазу с целью повыше-

ния устойчивости к дисперсии могут накла-

дываться более жесткие ограничения. В

настоящее время требуется более высокое

модулирующее напряжение для полноцен-

ного управления фазой, необходимого для

дуобинарной передачи информации.

Соответственно компании разрабатывают

источники с более высоким и модуляторы с

более низким напряжением. Разрабатыва-

ется также конструкция предварительного

кодирующего устройства IC, способного

работать в 40-гигабитном режиме.

Другим перспективным кандидатом для

дальней передачи с

высокой скоростью яв-

ляется метод DQPSK.

По многим характерис-

тикам передачи сигна-

ла DQPSK выигрышнее

дуобинарного метода.

Однако дальность дос-

тигается за счет услож-

нения оптического ин-

терфейса.

Эта схема показана на

рис. 3. Для передачи

по методу DQPSK на

сорока гигабитах в се-

кунду сигнал кодирует-

ся и разделяется на

два потока данных со

скоростью 20 Гбит/с каж-

дый, так как за время

прохождения одного бита

передается два символа

с различными фазовыми

характеристиками. Предварительное коди-

рующее устройство разделяет и по-разно-

му кодирует данные. Двусторонний моду-

лятор Маха–Цендера придает сигналу нуж-

ную фазу. В отличие от дуобинарного, для

правильной регистрации сигнала по мето-

ду DQPSK необходим специальный деко-

дер. Квадратурные точки разделены одно-

битной линией задержки в оп-

тическом интерферометре, и

каждый оптический выход сое-

динен с 20-гигабитной цепью

фотодиода и приемника (под-

робнее см. [5]).

Оптический интерфейс, рабо-

тающий по схеме DQPSK,

обеспечивает большую даль-

ность передачи сигнала, но

требует разработки новых

компонентов для обработки

40-гигабитных потоков данных.

Кроме того, эти компоненты

крупнее по размерам и пот-

ребляют больше электроэнер-

гии. Развиваются и совершен-

ствуются по техническим ха-

рактеристикам пока обе схемы

модуляции – и DQPSK, и дуобинарная.

Сопутствующие исследования

Производители коммуникационного обору-

дования также стремятся снизить потребле-

ние электроэнергии и повысить компакт-

ность и пропускную способность своих сис-

тем. Лазеры и сопутствующая им электрони-

ка – наиболее дорогостоящая часть систем

оптической связи. Первое поколение 40-ги-

габитных 300-штырьковых транспондеров

(стандарт MSA) было оснащено очень энер-

гоемкими чипами интерфейса SFI-5 между

этим модулем и управляющей платой.

Рис. 2. Дуобинарное соединение требует предварительного ко�дирующего устройства со стороны передатчика, но не требуетникаких изменений со стороны приемника, позволяя исполь�зовать стандартные приемники

Рис. 3. Метод оптической DQPSK требует специальногооборудования как со стороны передатчика, так и состороны приемника, усложняя потенциально необходи�мые ретрансляторы


Для модулей передачи на средние и боль-

шие расстояния понадобятся высокопроиз-

водительные модуляторы с управлением

фазой. Такая производительность достижи-

ма только для модуляторов Маха–Цендера

на основе ниобата лития (LN-MZ). Для пере-

дачи со скоростью 40 Гбит/с на более корот-

кие расстояния (2 км) Opnext и другие ком-

пании отказались от устройств, в которых

сначала тоже использовались модуляторы

LN-MZ, в пользу более простых интегриро-

ванных компонентов вроде электроабсорб-

ционного модулятора и интегрированного

лазера с распределенной обратной связью

(EA-DFB) [6, 7]. Такие источники с интегри-

рованными лазером и модулятором обеспе-

чивают хорошую работоспособность, обла-

дают улучшенными показателями потерь,

меньшие по размерам компонентов и не

нуждаются в дорогостоящей оптической юс-

тировке. Меньшие размеры и низкие потери

приводят к лучшим температурным характе-

ристикам всего коммуникационного интер-

фейса. На рис. 4 приведена глаз-диаграмма

40-гигабитного EA-DFB-модуля, генерирую-

щего излучение на номинальной длине вол-

ны 1550 нм при температуре 70°C.

Кроме того, для повышения работоспособ-

ности 40-гигабитной передачи исследовате-

ли лазеров работают над расширением по-

лосы пропускания

DFB-лазеров с пря-

мой модуляцией.

Этот тип источника

света позволяет

сократить потреб-

ление энергии и

размеры. Наконец,

на основе источни-

ков с прямой моду-

ляцией, таких, как

DFB, можно разра-

ботать еще более

миниатюрный не-

охлаждаемый ла-

зер с широким ра-

бочим интервалом

температур и низ-

ким энергопотреб-

лением.

Уже скоро должны

появиться модели

с меньшими раз-

мерами и пони-

женным потребле-

нием энергии в

300-штырьковом

корпусе в соответ-

ствии с мультисер-

висным соглаше-

нием (MSA). 40-ги-

габитный 300-

штырьковый корпус MSA совместим с

электрическим интерфейсом SFI-5. Произ-

водители ориентируются на те же разме-

ры и показатели потерь для следующего

поколения 40-гигабитных модулей, что и у

предыдущих 10-гигабитных систем.

Возросшие объемы трафика требуют бо-

лее высокой плотности и скорости пере-

дачи информации. Новые технологии, в

частности новые форматы модуляции,

позволяют передавать сигналы на боль-

шие расстояния, а компактные источники

света снижают потребление энергии. Все

это позволяет создавать приложения и се-

ти следующего поколения.


Lightwave, December 2006


1.* Величко М.А., Наний О.Е., Сусьян А.А.

Новые форматы модуляции в оптических

системах связи // Lightwave Russian Edition,

2005, № 4, с. 21.

2. Lender A. The Duobinary Technique for

High�speed Data Transmission // IEEE Trans.

Commun. Electron., 82:214�18, 1963.

3. Shankar H. Duobinary Modulation for Optical

Systems // Lightwave, June 2006, p. 11.

4.* Величко М.А., Сусьян А.А. Двойной фа�

зомодулированный бинарный формат //


5. Griffin R.A., Carter A.C. Optical Differential

Quadrature Phase�Shift Key (oDQPSK) for High

Capacity Optical Transmission // OFC, WX6, 2002.

6.* Наний О.Е. Оптические передатчики с

перестраиваемой длиной волны излучения

для DWDM сетей связи. Ч. 1 // Lightwave


7.* Наний О.Е. Оптические передатчики с

перестраиваемой длиной волны излучения

для DWDM сетей связи. Ч. 2 // Lightwave


Термины

ITU (International Telecommunication Unity) –

Международный телекоммуникационный со-

юз, создан с целью стандартизации и регу-

лирования международных радио- и теле-

коммуникаций.

OIF (Optical Internetworking Forum) – Форум

по оптическим сетям связи, организован

для облегчения и ускорения разработки оп-

тических устройств и приложений, предназ-

наченных для Интернета.


Рис. 4. Глаз�диаграмма EA�DFBдля 40 Гбит/с. Хорошая работоспо�собность при 70°C обещает хоро�шие результаты при использова�нии модулятора Маха–Цендера наниобате лития

* Литература добавлена при переводе


Высокий интерес, уделяемый в последнее

время разработке и внедрению технологии

перестраиваемых оптических мультиплек-

соров ввода-вывода (ROADM), в первую

очередь связан с IPTV и услугами triple

play. Предполагается, что к 2011 г. объем

продаж перестраиваемых мультиплексо-

ров ввода-вывода достигнет 1 млрд. На

сегодняшний день Северная Америка яв-

ляется основным потребителем ROADM,

спрос на которые изначально был связан с

созданием кабельными операторами связи

архитектуры Video-on-Demand («видео по

запросу»), а затем со строительством

крупными теле-

коммуникацион-

ными компания-

ми IPTV- и видео-

сетей. Однако ак-

тивность на рын-

ке ROADM в

2006 г. наблюда-

лась также в Ев-

ропе и Азии. В

жилых массивах

внедряются ши-

рокополосные

пассивные опти-

ческие сети BPON,

а также более вы-

сокоскоростные сети GPON и EPON. В лю-

бом случае для доставки интегрированных

услуг используется общая оптическая

транспортная сеть, чаще всего основанная

на технологии SONET/SDH, которую мож-

но также «дополнить» технологией DWDM.

Постоянно появляются новые информаци-

онные услуги, и требования к пропускной

способности транспортных сетей при этом

сильно растут. Операторам связи прихо-

дится наиболее эффективным способом и

в очень короткие сроки приспосабливаться

к этим изменениям. В скором времени

стандартной скоростью передачи в опти-

ческих сетях станет 40 Гбит/с. С учетом

высококонкурентной природы телекомму-

никационной индустрии не менее важным

фактором для сервис-провайдеров являет-

ся цена. Они должны быстро и с наимень-

шими затратами реагировать на новые

возможности получения прибыли, такие

как IP-видео, интерактивные приложения

и пр. Для этого операторам связи необхо-

димо такое транспортное решение, кото-

рое обеспечит высокую пропускную спо-

собность, гибкость и будет при этом дос-

тупным. Перестраиваемые оптические

мультиплексоры ввода-вывода обладают

всеми этими свойствами.

Далее приведен обзор архитектуры транс-

портной сети, трудности, с которыми приш-

лось столкнуться сотрудникам Verizon

Laboratories при работе с новой технологи-

ей, и, в заключение, выводы и рекоменда-

ции, которые должны помочь производите-

лям выпускать более совершенные

ROADM-платформы.

Сетевые архитектуры: традиционная

и ROADM

В традиционной транспортной сети для

передачи разнообразных услуг использу-

ется оборудование SONET/SDH и DWDM.

На рис. 1 показан пример стандартной се-

тевой архитектуры и архитектуры, осно-

ванной на технологии ROADM. Линии свя-

зи уже давно не используются только

лишь для доставки абонентам TDM-услуг.

Однако платформы SONET первого и вто-

рого поколения по большей части все

еще «на ходу», и мало кто из операторов

готов их демонтировать из-за высокой

стоимости, сложности и времени, необхо-

димых для такой операции. Главный воп-

рос, который волнует многих сервис-про-

вайдеров, состоит в том, как заставить

существующую базу работать с новыми

цифровыми услугами и как дополнить

традиционную архитектуру новыми техно-

логиями, такими как ROADM. При сущест-

вующих моделях планирования сети, опе-

раторы связи должны заранее определять

точки расположения конечных пользова-

телей и максимальную пропускную спо-

собность каждой отдельной подсети –

иначе они рискуют терять дорогостоящие

сетевые ресурсы.

Перестраиваемые оптические мультиплек-

соры предлагают автоматические способы

реконфигурирования сети, серьезно улуч-

шая существующие модели планирования.

ROADM позволяют отвести или добавить

любую отдельную волну или группу волн в

Практический опыт


ROADM: ОПЦИЯ ИЛИ НЕОБХОДИМОСТЬ?

В этой статье читатели Lightwave RE смогут узнать обо всех преимуществах ROADM-сетей, оце-нить перспективы перестраиваемых мультиплексоров ввода-вывода на российском рынке, а так-же воспользоваться рекомендациями профессионалов из Verizon Laboratories по установкеROADM-платформ. В основе статьи – доклады [1–3], сделанные на конференции OFC/NFOEC.

М.А. ВЕЛИЧКО, аспирант физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Рис. 1. Сравнение современной и будущей сетевых архитектур


любой точке сети. Световая волна опреде-

ленной частоты может после выхода из

ROADM идти по разным оптическим путям,

т.е. обладает несколькими степенями сво-

боды. Наличие двух таких степеней может

сделать сетевой узел частью другого коль-

ца. У традиционного мультиплексора вво-

да-вывода SONET существует восточное и

западное направление, что эквивалентно

двум степеням, например ROADM степени

A и ROADM степени B. Каждая степень

формирует отдельный отрезок линии меж-

ду двумя узлами. Такие линии между нес-

колькими узлами могут составлять новые

кольца при использовании существующего

оборудования. При этом узлы не привязаны

к одному кольцу, как в технологии SONET.

Эффективное использование сети позво-

лит операторам связи сначала задейство-

вать свободные емкости и только потом

тратить серьезные средства на новое обо-

рудование. Одна из трудностей, возникаю-

щих при проектирования сети с высокой

пропускной способностью, состоит в нех-

ватке свободного волокна для установки на

него дополнительного оборудования. Ло-

кальное внедрение частотного уплотнения

каналов (WDM) частично решает эту проб-

лему, но оно должно быть заранее тща-

тельно спланировано для эффективного

использования капитала. Кроме того,

WDM-технология первого поколения не об-

ладает достаточной гибкостью, так как не

позволяет вводить и выводить любые кана-

лы в любой точке сети. К тому же макси-

мальные возможности по дальности пере-

дачи у первых поколений WDM достаточно

ограничены, что приводит к необходимости

специальной электрической регенерации в

определенных точках сети и, как след-

ствие, к увеличению капитальных и опера-

ционных затрат. Технология ROADM обе-

щает лучшим образом интегрировать фун-

кциональность SONET и DWDM в одной

платформе, экономя в дальнейшем на

эксплуатации.

Технология ROADM позволяет сервис-про-

вайдерам отказаться от вероятностного

способа планирования, внедрения и рекон-

фигурирования оптических сетей, для того

чтобы они соответствовали изменяющим-

ся требованиям по полосе пропускания.

Отход от грубых оценок трафика означает

снижение экономического риска (как капи-

тального, так и операционного) при строи-

тельстве оптической сети. Технология

ROADM также избавляет операторов от

проблем, связанных с нехваткой пропуск-

ной способности и серьезными временны-

ми затратами на ввод в эксплуатацию но-

вых услуг. Кроме того, быстрое перенап-

равление (перемаршрутизация) световых

волн для обхода проблемных мест в сети

сократит время операторов на устранение

возникших неполадок с нескольких часов

или даже дней до нескольких минут.

При этом ROADM позволяет интегрировать

частотное мультиплексирование, SONET-

технологию и возможности маршрутизации

в одном элементе. Внедрять ROADM сле-

дует тогда, когда ожидается, что оптичес-

кая городская или региональная сеть будет

передавать интегрированные услуги (ви-

део, данные и голос), а сегодня вряд ли

найдется сервис-провайдер, который не

желает предоставлять triple-play. Высоко-

конкурентная природа этого рынка и но-

визна услуг предполагает огромный рост и

высокие колебания потоков данных в горо-

дских и региональных линиях связи. Таким

образом, ROADM не нужно воспринимать

как опцию – это просто необходимость в

динамично развивающихся сетях.

Трудности при установке ROADM

Инженеры Verizon столкнулись со следую-

щими основными трудностями при инстал-

ляции ROADM:

• недостаточная чистота волокон;

• необходимость пересмотра/анализа ха-

рактеристик волокон;

• трудности с таблицами сигнализации и

необходимость установки стандарта для

данного конкретного применения;

• спорадические программные ошибки;

• необходимость обучения сотрудников но-

вой технологии.

Выводы и рекомендации

Ниже перечислены рекомендации специа-

листов Verizon Laboratories сообществу про-

изводителей ROADM-оборудования, выра-

ботанные в результате долгой и тщательной

работы с новой технологией.

1. Очень важно, чтобы каждая разработка

новой платформы включала продуманную

модель настоящей рабочей среды, в том

числе полностью оборудованные испыта-

тельные стенды. Специалисты Verizon

Laboratories полагают, что это облегчит ус-

тановку ROADM. Они надеются, что во

время этих «не-клиентских» испытаний

может быть обнаружено и заранее исправ-

лено множество «неожиданных» проблем.

2. Учитывая, что большая часть выполняе-

мых платформой функций управляется с

помощью программ, очень важно, чтобы

программное обеспечение тщательно тес-

тировалось и соответствовало определен-

ным стандартам. Хотя существуют методы

тестирования программного обеспечения,

промышленных стандартов оценки надеж-

ности программ пока нет. Инженеры

Verizon настоятельно рекомендуют сооб-

ществу производителей разработать соот-

ветствующие стандарты надежности и вы-

полнять их.

3. Было бы полезно тратить достаточное ко-

личество ресурсов на то, чтобы над проек-

том совместно работали разные отделы в

организации и ежедневно составляли отчет

о своих достижениях.

4. Для ускорения проникновения новой тех-

нологии на рынок цены лучше понизить до

уровня эквивалентного WDM-оборудования.

Это должно стать возможным благодаря

постепенному снижению стоимости селек-

тивных коммутаторов [4].


1. Bernhey R.S., Kanaan M. ROADM

Deployment, Challenges, and Applications //

OFC NFOEC 2007.

2. Gee N.�B. et al. Use of Remote Software

Download to Improve Operation Efficiency of

Next�Generation Optical Transport Networks

(NG�OTN) // OFC NFOEC 2007.

3. Gringeri S. et al. Optimizing Transport

Systems to Integrate TDM and Packet Services

// OFC NFOEC 2007.

4. Величко М.А. Перестраиваемые мультип�

лексоры ввода�вывода облегчают сетевое

управление // Lightwave Russian Edition,

№ 2, 2005.

Практический опыт

Развитие технологии ROADM

ROADM первого поколения представляли

собой массив коммутаторов 2х2, распола-

гающийся между полноценными мультип-

лексорами ввода-вывода.

ROADM второго поколения использовали

селективные фильтры и смогли объеди-

нить функцию ввода-вывода и коммута-

ции частот в одном элементе.

В ROADM третьего поколения стали при-

меняться селективные коммутаторы

(WSS), что позволило независимо и дина-

мически управлять каждой длиной волны.


С момента создания и начала коммерческо-

го применения одномодовых оптических во-

локон (ОВ) на основе кварцевого стекла

прошло уже около 30 лет [1]. Пионерами

создания таких ОВ, пригодных для примене-

ния в оптических линиях передачи большой

протяженности, являются американские и

японские компании [2].

На рубеже 1980–1990-х гг. промышлен-

ностью СССР также производилось одномо-

довое ОВ, которое в небольших объемах ус-

пело попасть на сеть связи, однако начало

перестройки свело производство на нет. На

сети связи бывшего СССР сегодня исполь-

зуется ОВ зарубежного производства: сеть

связи России, объем потребления ОВ кото-

рой в 2006 г. составил около 2 млн км, в ос-

новном построена на ОВ производства ком-

паний Corning, OFS и Fujikura. Несомненно,

в будущем на сегмент рынка ОВ будет уси-

ливаться давление со стороны изготовите-

лей ОВ стран Юго-Восточной Азии, не иск-

лючено и возрождение интереса к произво-

дству ОВ в России.

Одной из важнейших характеристик ОВ яв-

ляется затухание, определяющее способ-

ность ОВ передавать оптический сигнал на

большие расстояния. После полученных в

1960–1970-е гг. экспериментальных подтве-

рждений того, что именно кварцевое стек-

ло может быть использовано в качестве ма-

териала для изготовления работоспособ-

ных, обеспечивающих достаточно малое

затухание ОВ, в конце 1970-х – начале

1980-х гг. был разработан ряд конструкций

ОВ и технологий их изготовления. Соответ-

ственно параметры ОВ потребовалось уни-

фицировать для обеспечения совместимос-

ти с аппаратурой систем передачи, равно

как и для упрощения проектирования и

строительства оптических линий передачи.

Особо важную роль играют в стандарти-

зации характеристик ОВ рекомендации

ITU-T (МСЭ-Т, Международный союз

электросвязи – сектор стандартизации в

области телекоммуникаций). Эти реко-

мендации хотя формально и не являются

нормативными документами, но получили

де-факто статус стандартов, на которые

чаще всего ссылаются изготовители ОВ,

оптических кабелей, оборудования опти-

ческих систем передачи, компании, рабо-

тающие в области сооружения оптических

линий передачи и т.д.

Большинство промышленно выпускаемых

одномодовых ОВ, применяемых сегодня в

оптических линиях передачи большой

протяженности, за некоторыми исключе-

ниями, в той или иной степени вписыва-

ется в набор рекомендаций МСЭ-Т:

G.652, G.653., G.654, G.655, G.656, G.657

(таблица 1).

ОВ, соответствующие рекомендациям G.653

и G.654, на сети связи России большого

распространения не получили по ряду при-

чин, рассмотрение которых выходит за рам-

ки настоящей статьи. Отметим лишь, что

некоторые ОВ типа G.654 имеют наимень-

шее затухание из промышленно выпускае-

мых ОВ (до 0,166 дБ/км на длине волны

1550 нм), что делает их привлекательными

для самых протяженных оптических линий

передачи, однако эти ОВ пока очень доро-

гие; взамен ОВ, соответствующих рекомен-

дации G.653, сегодня практически всегда

(по крайней мере, для наземных оптических

линий передачи) могут быть использованы

ОВ, соответствующие рекомендации G.655.

Чаще всего сейчас применяются ОВ, соот-

ветствующие рекомендациям G.652 и

G.655. В ближайшее время следует ожидать

также более широкого применения и ОВ,

соответствующих рекомендации G.656 [9], –

для оптических линий передачи со скорос-

тями передачи до 40 Гбит/с и с использова-

нием рамановских усилителей, а для опти-

ческих сетей типа FTTH – ОВ, соответству-

ющих рекомендации G.657 [8].

По нашему мнению, рекомендации G.656 и

G.657, хотя и формально являются «новы-

ми», отражают скорее тенденцию расшире-

ния допустимого поля некоторых парамет-

ров, чем стремление к унификации ОВ. С

нашей точки зрения, актуальность этих но-

вых рекомендаций еще требует осмысления,

но так или иначе они дают «зеленый свет»

применению ОВ в более широком диапазо-

не длин волн (рекомендация G.656) и в иных

«новых» условиях, например при меньших

допустимых радиусах изгиба ОВ (рекомен-

дация G.657), чем это было предусмотрено

предшествующими рекомендациями.

Возвращаясь к параметрам одномодовых

ОВ, отметим, что важнейшими в части

обеспечения качества и скорости передачи

Кабели


А.И. МИКИЛЕВ, директор по маркетингу представительства OFS Россия,

М.И. ПАВЛЫЧЕВ, глава представительства OFS Россия

ЭВОЛЮЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАТУХАНИЯ

ОДНОМОДОВЫХ ОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ НА СЕТИ

СВЯЗИ РОССИИ


Кабели


оптических сигналов являются такие харак-

теристики ОВ, как затухание, хроматичес-

кая дисперсия (ХД), поляризационная модо-

вая дисперсия (ПМД), диаметр модового

поля (ДМП), длина волны отсечки (ДВО),

геометрические характеристики и целый

ряд других параметров [3–9]. Важны и не-

линейные характеристики ОВ, которые так-

же являются «ограничителями» максималь-

но возможной скорости передачи – ЧВС,

ФСМ, ФКМ и т.п. Однако требования к та-

ким характеристикам еще практически не

нашли отражения в стандартах в виде конк-

ретных численных значений параметров,

хотя в последнее время теме нелинейных

эффектов посвящается много теоретичес-

ких публикаций.

Целесообразно рассмотреть, как менялись

требования к характеристике затухания ОВ

на протяжении последних лет.

Коэффициент затухания и диапазон

рабочих длин волн

Все современные промышленные ОВ, пред-

назначенные для применения в оптических

системах передачи на большие расстояния,

изготавливаются из синтетического кварце-

вого стекла. В случае если концентрация

легирующих добавок в кварцевом стекле

невелика (практически всегда в одномодо-

вых ОВ), область его прозрачности состав-

ляет приблизительно 160–3500 нм [10], при-

чем наименьшее поглощение оптического

излучения наблюдается на длине волны

около 1550 нм – минимальные потери до

0,151 дБ/км на 1568 нм зафиксированны

для ОВ с нелегированной сердцевиной [11].

На оптических линиях передачи протяжен-

ностью от десятков до сотен и тысяч кило-

метров для передачи оптических сигналов в

основном используется об-

ласть длин волн от 1275

до 1625 мкм. До недавнего

времени в ней наиболее

часто использовались диа-

пазоны 1310 мкм (от 1275

до 1365 мкм) и 1550 мкм

(от 1525 до 1575 мкм), в

настоящее время наблю-

дается тенденция к освое-

нию «полного спектра»

длин волн – от 1275 до

1625 нм.

С момента создания пер-

вых одномодовых ОВ

(1980-е гг. и вплоть до

1998 г.), т.е. на протяжении примерно 15

лет особенностью характеристики затуха-

ния (зависимости от длины волны) одно-

модовых ОВ было наличие так называемо-

го «пика воды» – увеличенного коэффици-

ента затухания на длине волны около

1383 нм. Наличие «пика воды» на типич-

ной характеристике затухания в области

1400 нм (рис. 1) было обусловлено техно-

логическими особенностями изготовления

ОВ – очень сложно избавиться от имею-

щихся в составе кварцевого стекла оста-

точных гидроксильных групп ОН. «Оберто-

ны» полосы поглощения в «пике воды»,

естественно, в той или иной степени расп-

ространяются и на рабочие диапазоны

длин волн, приводя к увеличению затуха-

ния, – и чем ближе к длине волны

1383 мкм, тем больше. Первые коммерчес-

кие ОВ выпуска 1980–1990 гг. могли на

длине волны 1383 нм иметь величину ко-

эффициента затухания порядка 1 дБ/км в

зависимости от качества и совершенства

технологического процесса изготовления.

В 1998 г. компанией OFS разработано ОВ

типа AllWave ZWP (zero water peak, с нуле-

вым пиком воды), в котором были устране-

ны гидроксильные ионы в составе кварце-

вого стекла ОВ. Вскоре и ряд других компа-

ний освоил производство аналогичных ОВ

типа LWP (low water peak, с низким пиком

воды). В настоящее время большинство

компаний-изготовителей ОВ вообще прек-

ратило или значительно сократило выпуск

«обычного» одномодового ОВ G.652 А/В,

перейдя на выпуск модификаций ОВ с низ-

ким или близким к нулевому «пиком воды».

Эта тенденция нашла свое отражение и в

последних редакциях рекомендаций МСЭ-Т.

Так, рекомендация G.652 в редакции 2003 г.

включает подкатегории G.652 А/В – с «пи-

ком воды» и G.652 С/D – без «пика воды»,

причем подкатегории «С» и «D» отличаются

лишь предельными значениями ПМД, а в

части остальных параметров содержат со-

вершенно одинаковые требования.

Имеются основания полагать, что в ближай-

шем будущем выпуск ОВ подкатегорий

G.652 А/В будет сведен к минимуму: в

2003–2004 гг. процент выпуска оптических

кабелей с одномодовыми ОВ типа ZWP (или

LWP) для многих изготовителей оптических

кабелей стал доминирующим. Так, в сере-

дине 2006 г. российские заводы «Еврока-

бель-1» и «ОФС-Связьстрой-1 ВОКК» объя-

вили о практически полном переходе на вы-

пуск оптических кабелей с одномодовым

ОВ без «пика воды», соответствующего ре-

комендации G.652D.

По данным компании KMI, занимающейся

исследованием рынка производства и пот-

ребления ОВ, процент применения ОВ без

пика воды в 2006 г. составил 75% от обще-

го мирового объема применения ОВ данно-

го класса (соответствующего рекомендации

G.652), а к 2010 г., по ожиданиям OFS, доля

ОВ без «пика воды» составит более 90%.

Причиной столь широкого и относительно

быстрого внедрения ОВ без «пика воды»

можно считать снижение себестоимости

его производства – разница в стоимости

между обычным одномодовым ОВ и одно-

модовым ОВ без «пика воды» сегодня

очень мала (примерно 1–2 долл./км). Поэ-

тому в случае если заказчик готов запла-

тить несколько лишних процентов цены за

оптический кабель, это стоит сделать, учи-

тывая возможность использования «полно-

го спектра» ОВ. ОВ без «пика воды» се-

годня является оптимальным для примене-

ния с системами CWDM (coarse wave divi-

sion multiplexing, неплотное спектральное

мультиплексирование), позволяющими ис-

пользовать всю полосу оптического спект-

ра от 1300 до 1600 нм [5].

Стойкость ОВ к воздействию водорода

Весьма важной характеристикой ОВ явля-

ется стабильность коэффициента затуха-

ния при внешних воздействиях на ОВ. Из-

вестно, что одно из характерных свойств

кварцевого стекла – это его способность

увеличивать поглощение на определенных

длинах волн при диффузии таких веществ,

как водород, вглубь кварцевой оболочки и

далее в сердцевину стекла. Диффузия ато-

Рис. 1. Типичные зависимости затухания одномодо�вых ОВ от длины волны


Кабели

марного водорода (например, при его вы-

делении из полимерных материалов – ка-

бельных оболочек, гидрофобных заполни-

телей и пр.) может привести к реальному

возрастанию коэффициента затухания ОВ

в области длин волн свыше 1350 нм [7].

Для оценки стойкости ОВ к воздействию

водорода МЭК (Международная электро-

техническая комиссия) утвердила методику

«водородного старения» в качестве станда-

ртного метода испытаний. В ходе данного

испытания ОВ подергается воздействию

водорода с парциальным давлением 0,01

атм в течение четырех дней при комнатной

температуре (рис. 2).

Затухание ОВ на изгибах, ОВ для

«последней мили»

К характеристикам затухания ОВ помимо

собственно затухания следует отнести так-

же и способность ОВ не вносить дополни-

тельных потерь оптического сигнала при

различного рода внешних воздействиях на

ОВ – таких, как низкие и высокие темпера-

туры, механические воздействия, а

также изгиб ОВ. Свойство ОВ не

увеличивать затухание при его изги-

бе становится особенно важным в

связи с возрастающим объемом

применения ОВ на «последней ми-

ле», для сетей типа FTTH («волокно

в дом»), для кабельного телевиде-

ния, пассивных сетей и пр., так как

размещение ОВ в муфтах, телеком-

муникационных шкафах, кроссовом

оборудовании и т.п. связано с увели-

ченным риском того, что ОВ в определен-

ных местах может быть или постоянно

изогнуто с небольшим радиусом, или при-

давлено и т.д. Особенно заметный прирост

затухания при изгибе ОВ проявляется в

диапазоне длин волн 1550 нм и выше (на

длине волны 1310 нм влияние изгиба на

затухание существенно меньше).

В 2006 г. была предложена рекомендация

G.657 МСЭ-Т, определяющая основные тре-

бования к ОМ ОВ, «нечувствительному к по-

терям на изгибах». Новая рекомендация

G.657 предусматривает две категории ОВ:

класс А с жесткими спецификациями (еще

более жесткими, чем G.652.D) и класс В, бо-

лее «либеральный» с точки зрения специфи-

каций, но с более жесткими требованиями к

потерям на изгибах. Класс G.657А, как пред-

полагается, будет использоваться изготови-

телями ОВ, выпускающими ОВ по очень

жестким спецификациям. В отличие от него,

класс G.657B не слишком ограничивает про-

изводителя рамками узких спецификаций,

но оставляет этот выбор за заказчиком.


1. City of Light: The Story of Fiber Optics by

Jeff Hecht. Oxford University Press, 1999.

2. Магазинер А., Патинкин М. Безмолвная

война: взгляд изнутри на экономические

сражения за будущее Америки. (Глава

«Компания «Корнинг Гласс»: Битва за

оптическую связь».) Рэндом Хаус, США, 1996.

3. Питерских С.Э. Оптические волокна,

представленные на российском рынке, и их

характеристики. Одномодовые волокна //

Lightwave Russian Edition, 2003, №2.

4. Воронцов А.С. и др. Оптические кабели

связи российского производства: Справоч�

ник. М.: Эко�Трэндс, 2003.

5. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В.

Оптические волокна для линий связи. М.:

ЛЕСАРарт, 2003.

6. Микилев А.И., Павлычев М.И. OFS в Рос�

сии: перспективные оптические технологии

на отечественном рынке // Технологии и

средства связи, 2003, №2.

7. Кай Чанг. Важность минимизации опти�

ческих потерь, вызванных водородным ста�

рением и щелочными примесями, на приме�

ре оптического волокна AllWave® с нулевым

водяным пиком. www.ofsoptics.com.

8. Allwave Flex ZWP Fiber.

www.ofsoptics.com.

9. Питерских С.Э. Оптические волокна

нового класса: анализ рекомендации МСЭ�Т

G.656 // Lightwave Russian Edition, 2005, № 3.

10. Леко В.К., Мазурин О.В. Свойства

кварцевого стекла. Л.: Наука, 1985.

11. SEI’s New Optical Fiber Achieved Low

Loss World Record. www.sei.co.jp

Рис. 2. Испытание ОВ на стойкость к во�дородному старению

К числу ОВ, мало чувствительных к изгибу,относится одномодовое волокно AllWave

Flex ZWP производства компании OFS, со-ответствующее требованиям как стандарта

G.657A, так и G.652D.Основным отличием этого волокна являетсязначительно меньший (в 5–8 раз по сравне-нию с стандартным G.652) прирост затуха-ния при изгибах с радиусом до 7,5 мм (чтопоказано на рисунке) и хорошие характе-

ристики сварных соединений. Средние поте-ри при сварке AllWave FLEX – AllWave FLEX

составляют не более 0,02–0,03 дБ,а при сварке AllWave – AllWave FLEX

не более 0,04 дБ.

33www.lightwave-russia.com


При эксплуатации диэлектрических самоне-

сущих оптических кабелей (ОК) с подвеской

на опорах линий электропередачи, а также на

опорах контактной сети и линий автоблоки-

ровки железных дорог, происходят поврежде-

ния кабельных оболо-

чек [1–4]. Были выявле-

ны повреждения ОК в

результате электротер-

мической деградации,

которая выражается в

разрушении кабеля в

местах его крепления к

опорам. Кроме того, за-

фиксированы случаи

образования вздутий на

оболочке ОК [2–4].

На ОК, протянутых

вдоль Забайкальской

железной дороги, было

зарегистрировано два

случая вздутий:

•• при подвеске ОК на опорах контактной

сети переменного тока, рассчитанной на

напряжение 27,5 кВ (повреждение выявле-

но при плановом осмотре ОК в конце де-

кабря 2000 г., рис. 1, а);

•• при подвеске ОК на опорах высоковольт-

ных линий автоблокировки (ВЛ СЦБ) с

напряжением переменного тока 10 кВ

(повреждение выявлено при плановом ос-

мотре ОК весной 2003 г., рис. 1, б). Вбли-

зи подвески зафиксирован пожар.

Мы полагаем, что причину таких повреж-

дений ОК можно объяснить следующей со-

вокупностью процессов.

При протяжке или в процессе эксплуатации

происходит механичес-

кое повреждение обо-

лочки ОК. Попавшая

на место повреждения

влага (дождь, туман,

роса) вследствие ка-

пиллярного эффекта

проникает по арамид-

ным нитям под оболоч-

кой, делая эти нити то-

копроводящими.

Между увлажненными

арамидными нитями

ОК и контактной сетью

переменного тока воз-

никает емкостная

связь, и на нитях наводится высокое нап-

ряжение порядка 11 кВ [2]. При поврежде-

нии оболочки в месте крепления ОК к опо-

Кабели


И.Н. ЧЕРНОВ, В.И. МУРАТОВ, С.М. КУЦЕНКО, С.А. ЗЕЛЕНЕВ,Иркутский государственный университет путей сообщения

ОПЛАВЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОПТИЧЕСКОГО

КАБЕЛЯ, ПОДВЕШЕННОГО НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ

ОПОРАХ, ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ

ДЕГРАДАЦИИ

Рис. 1. Повреждение ОК с образованием вздутий при подвеске на опорахконтактной сети (а) и на опорах линий ВЛ СЦБ (б)

а б


ре (механического либо за счет воздей-

ствия дуговых разрядов на поверхность ка-

беля в результате загрязнения оболочки)

создаются условия для протекания тока по

увлажненным арамидным нитям.

Протекание тока вызывает нагрев данного

участка кабеля. При нагреве до температу-

ры выше точки кипения воды (около 100°С)

активно образуется пар, а при дальнейшем

повышении температуры начинается теп-

ловая деформация полиэтилено-

вой оболочки (температура размяг-

чения полиэтилена 105–145°С [5]).

В результате продавливания раз-

мягченной оболочки кабеля паром

образуются вздутия.

Вследствие испарения влаги (вы-

хода ее в виде пара из вздутий

ОК) содержание влаги в арамид-

ных нитях снижается, протекаю-

щий по ним ток соответственно

уменьшается, и процесс образо-

вания вздутий приостанавливает-

ся. В случае, если повреждений оп-

тических волокон не произошло и

ОК остается работоспособным, про-

цесс образования вздутий может быть

выявлен не сразу, а только при плановом

осмотре.

В целях проверки этого предположения

выполнен эксперимент по моделированию

процесса образования вздутий, для кото-

рого был использован ОК производства

компании Ericsson, марки GNLSDV

16�10/125 (произведен в июне 1998 г.,

эксплуатируется на железной дороге и

взят из эксплуатационного запаса).

Отрезок ОК длиной 1600 мм, оболочка ко-

торого по концам была снята на длину

около 50 мм для подключения к арамид-

ным нитям, был расположен горизонталь-

но и один из концов погружен в

емкость с водопроводной водой.

Отметим, что проводимость вла-

ги, проникающей под оболочку

ОК в процессе эксплуатации, мо-

жет быть существенно больше

проводимости водопроводной

воды из-за промышленных заг-

рязнений. Для контроля увлажне-

ния арамидных нитей (по изме-

нению сопротивления изоляции)

к концам ОК подключался ме-

гомметр М1101м с измеритель-

ным напряжением 500 В.

Для определения скорости ув-

лажнения арамидных нитей было прове-

дено несколько испытаний. В одном из

них через 72 ч после начала опыта сопро-

тивление увлажненных арамидных нитей

составило 5 МОм. Погонное сопротивле-

ние арамидных нитей менялось от беско-

нечности до 1 МОм/м в зависимости от

продолжительности погружения концов

кабеля в воду, а скорость увлажнения

составила 8–10 мм/ч.

После увлажнения к арамидным нитям

было приложено переменное напряжение

30 кВ, при этом зарегистрировано нарас-

тание тока от 2 до 6 мА в течение трех

минут. В течение следующих семи минут

сила тока упала до нуля, что свидетель-

ствует о практически полном высыхании

арамидных нитей. Во время протекания

тока визуально наблюдались выход пара

и вытекание гидрофобного заполнителя

из торцов ОК; на оболочке ОК возникали

вздутия, из которых вырывался пар; в не-

которых случаях также вытекал гидро-

фобный заполнитель (рис. 2, 3). Макси-

мальное значение тока (6 мА) наблюда-

лось во время интенсивного образования

вздутий на ОК.

Образование вздутий на оболочке ОК

может быть связано и с внешним нагре-

вом ОК до температуры, близкой к тем-

пературе размягчения полиэтиленовой

оболочки. В этом случае вздутия образу-

ются, скорее всего, за счет продавлива-

ния оболочки расширяющимся гидрофоб-

ным заполнителем (температура капле-

падения гидрофобного заполнителя близ-

ка к 70° С). Это было подтверждено в хо-

де эксперимента по нагреву отрезков ОК

в термошкафу: при температуре

125–135°С на оболочке кабеля образовы-

вались вздутия.

В отличие от авторов работы [4] мы полага-

ем, что направление вздутий оболочки ОК

определяется особенностью нагрева, а не

градиентом электрического поля, в котором

находится кабель.

Авторы выражают благодарность профессо-

ру Н.Н. Климову и профессору Ю.Б. Башку-

еву за полезное обсуждение результатов

эксперимента.


1. Картер К.Н., Уолдрон М.А. Математичес�

кая модель образования сухого дугового

разряда на поверхности оптического само�

несущего диэлектрического кабеля, уста�

новленного на воздушных линиях электро�

передачи // IEE Proc. C, May 1992, vol. 139,

№ 3, p. 185.

2. Климов Н.Н. и др. Повреждения самоне�

сущего оптоволоконного кабеля в условиях

электрического влияния контактной сети

переменного тока // Ресурсосберегающие

технологии на железнодорожном транспор�

те: Матер. Всеросс. научно�практической

конф. с междунар. участием: в 2�х т. Т. 2 /

Отв. ред. В.П. Сурков. Красноярск: Гро�

теск, 2005, с. 134.

3. Филиппов Ю.И. и др. Электротермичес�

кая деградация оптического кабеля //


4. Филиппов Ю.И. и др. Электротермичес�

кая деградация оптического кабеля на

участках железных дорог с электротягой пе�

ременного тока // Lightwave Russian Edition,

2006, № 3, с. 20.

5. Электротехнический справочник: в 3�х т.

Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические

материалы / Под ред. В.Г. Герасимова

и др. Изд. 6�е, испр. и доп. М.: Энергия,

1980, с. 293.

Кабели

Рис. 2. След от вытекшего гидрофобногозаполнителя

Рис. 3. Образование вздутий на ОК в ходеэксперимента


Абонентские телекоммуникационные сети раз-

виваются в направлении предоставления

пользователям широкополосных услуг путем

как цифровизации существующих (технологии

xDSL), так и сооружения новых сетей связи.

Широкополосные услуги абонентам наиболее

полно могут обеспечить сети, сооружаемые

по технологии «волокно в дом» (FTTH, fiber to

the home). Типичным решением при сооруже-

нии сети FTTH является использование опти-

ческого распределительного шкафа (ODF,

optical distribution frame), который устанавлива-

ется на улице в зоне частной (коттеджной)

застройки или в нише подъезда многоквар-

тирного дома. Соединение ODF с оптическим

оконечным устройством (ONU, optical network

unit) осуществляется посредством абонен-

тского оптического кабеля (ОК). Подключение

абонентского ОК в полевых условиях может

быть выполнено при помощи механического

соединителя оптических волокон (ОВ), свар-

ного соединения ОВ или оптического разъем-

ного соединителя и оптического шнура.

Выбор оптимальной технологии соединения

ОВ является одной из основных проблем при

сооружении сетей на основе технологии

FTTH, поскольку при этом необходимо вы-

полнить противоречивые требования –

обеспечение надежности, удобства монтажа

и эксплуатации абонентских оптических ли-

ний при малых затратах на их сооружение.

Выбирая оптимальный метод монтажа ОК

на абонентском участке сети, следует

учитывать ряд факторов, в том числе:

• затраты на приобретение оборудования

для сращивания ОВ;

• затраты на приобретение пассивного оп-

тического оборудования;

• трудоемкость и сроки монтажа сети FTTH;

• эксплуатационные затраты;

• маршрутизация ОК;

• условия внешней среды.

Наиболее активно абонентские сети на основе

технологии FTTH развиваются в странах Юго-

Восточной Азии – Японии, Южной Корее и Ки-

тае. Там смонтированы миллионы соединений

ОВ на ОК сетей FTTH, в основном при помо-

щи механических оптических соединителей.

В США, где сооружение абонентских сетей

FTTH ведется тоже активно, ме-

ханические соединители для

сращивания ОВ из опасений

снижения оптических характе-

ристик линии передачи исполь-

зуются, в отличие от стран Юго-

Восточной Азии, в основном в

ходе ремонтных работ, а также

для временных подключений.

Тем не менее эти опасения не оправдывают-

ся, и практика механического сращивания

ОВ в сетях FTTH медленно расширяется.

Основные технологии соединения ОВ,

применяемые в сетях FTTH

Типичным решением по соединению ОВ при

сооружении линий передачи на основе ОК

является сварное соединение. Эта техноло-

гия обеспечивает высокое качество и надеж-

ность и, разумеется, вполне пригодна и для

применения в сетях FTTH. Основной ее не-

достаток – высокая стоимость монтажного

оборудования (не менее шести тысяч долла-

ров США с учетом стоимости сварочного ап-

парата и инструмента для разделки ОВ) и вы-

сокие эксплуатационные затраты. Кроме то-

го, для сварочного аппарата требуется источ-

ник электропитания; имеются также ограни-

чения по сварке ОВ в условиях повышенной

относительной влажности воздуха. При рабо-

те аппарата от встроенного аккумулятора за-

метную часть эксплуатационных расходов

могут составить затраты на периодическую

замену аккумуляторной батареи, а для подго-

Кабели


ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНИТЕЛЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

ПРИ СООРУЖЕНИИ СЕТЕЙ FTTH

С.Х. МИФТЯХЕТДИНОВ, начальник отдела ЗАО «Связьстройдеталь»

Рис. 1. Соединитель Fibrlok II компании 3М

Рис. 2. Соединитель Fibrlok в исход�ном состоянии (слева) и после мон�тажа ОВ (справа)


товки аппарата к работе необходимо опреде-

ленное время, даже если предстоит выпол-

нить лишь одно сварное соединение ОВ.

В отличие от сварного соединения сращива-

ние ОВ оптическими механическими соедини-

телями по простоте приближается к монтажу

медножильных кабелей связи. Инструмент для

сращивания ОВ механическими оптическими

соединителями не требует источника питания,

не нуждается в обслуживании или проверке,

его применение не зависит от условий окру-

жающей среды. Стоимость комплекта инстру-

мента для монтажа ОВ механическими опти-

ческими соединителями составляет не более

одной тысячи долларов США, включая стрип-

пер для снятия защитного покрытия и скалы-

ватель ОВ. Поэтому можно оснастить такими

комплектами больше монтажных бригад при

существенно меньших финансовых затратах

по сравнению с затратами на оснащение мон-

тажных бригад аппаратами для сварки ОВ.

Затраты времени на монтаж абонентских ОК

в случае механического сращивания ОВ за-

метно меньше, чем на монтаж ОВ сваркой,

особенно если требуется выполнить неболь-

шое количество соединений в каждом месте

монтажа при большом суммарном ко-

личестве соединений ОВ. Учитывая к

тому же, что механическое сращива-

ние ОВ технологически проще свар-

ного, его применение в сетях FTTH

выглядит весьма целесообразным.

Процедура механического сращивания

ОВ включает в себя четыре этапа:

• снятие защитного покрытия с ОВ;

• скол торцов ОВ;

• ввод ОВ в механический оптичес-

кий соединитель;

• запрессовка механическо-

го оптического соединителя.

Одним из наиболее широ-

ко используемых в нас-

тоящее время механи-

ческих оптических соедините-

лей ОВ является соединитель

Fibrlok™II 2529 производства

компании 3M (США). Он весьма

привлекателен для применения

в сетях FTTH, поскольку может

использоваться для соединения

ОВ как с одинаковым (250–250

мкм или 900–900 мкм), так и с

разным (250 и 900 мкм) диамет-

ром покрытия. Соединитель

представляет собой центрирую-

щий элемент из алюминиевого

сплава в малогабаритном

пластмассовом корпусе с крыш-

кой, заполненном иммерсион-

ным гелем (рис. 1 и 2).

В соединитель вставляют подготов-

ленные ОВ (юстировка обеспечивается цент-

рирующим элементом), крышку соединителя

запрессовывают в корпус с помощью специ-

ального монтажного приспособления (рис. 4),

которое фиксирует механический соедини-

тель и обеспечивает визуальный контроль на-

личия физического контакта торцов ОВ, вве-

денных в механический соединитель. За счет

запрессовки крышки происходит

сжатие лепестков центрирующе-

го элемента, что обеспечивает

фиксацию ОВ в соединителе.

Характеристики соединителя при-

ведены в табл. 1, гистограмма

распределения потерь – на рис. 3.

Приспособление для монтажа

соединителя не требует источ-

ников питания, для его исполь-

зования необходимо лишь не-

большое рабочее простран-

ство. Приспособление можно

устанавливать на любую ровную поверх-

ность. Соединитель помещается в цент-

ральную часть монтажного приспособле-

ния, монтаж соединителя (запрессовка

крышки) осуществляется нажатием на ры-

чаг в центре монтажного приспособления.

Характеристики механического соедине-

ния ОВ, так же как и сварного, в значи-

тельной степени определяются качеством

скола ОВ (оно соответствует применяемо-

му инструменту), соблюдением чистоты на

рабочем месте, а также конструкцией ме-

ханического соединителя.

Компанией Tyco Electronics на конференции

по сетям FTTH в Лас-Вегасе (2006 г.) предс-

тавлен разработанный для применения на

сетях FTTH (как внутри, так и вне помеще-

ний) механический оптический соединитель

(рис. 5), в котором юстировка ОВ обеспечи-

вается за счет использования прецизионной

V-образной канавки.

Механический оптический соединитель вы-

полнен из нескольких пластмассовых частей

и снабжен фиксирующей пятисекционной за-

жимной пружиной U-образного профиля. Две

крайние секции обеспечивают фиксацию ОВ

с диаметром покрытия 250 мкм/900 мкм,

средние секции – фиксацию участков ОВ со

снятым эпоксиакрилатным покрытием.

В отличие от других систем сращивания с

применением механических оптических сое-

динителей инструмент для разделки и сращи-

Кабели

Рис. 4. Монтажное приспособление для сое�динителя Fibrlok (в средней части – рычагдля запрессовки)

Рис. 3. Гистограмма распределения вно�симых потерь по результатам испытаний550 соединителей Fibrlok™ II 2529 (сра�щивание однородных ОВ с диаметромпокрытия 250 мкм)

Диаметр ОВ 125 мкм

Диаметр покрытия ОВ 250 мкм, 900 мкм

Срок службы 30 лет (по DIN/IEC 88 T1)

Время монтажа < 30 с после подготовки ОВ

Вносимые потери 0,1 дБ (среднее значение)

Затухание отражения> 35 дБ при –40 и 80°С> 60 дБ при комнатной температуре

Прочность заделки ОВ > 4,5 Н (в среднем 13 Н)

Диапазон рабочихтемператур

от –40 до +80°С

Стойкость к внешнимвоздействиям

изменение значения вносимых по-терь при циклической смене темпе-ратуры от –40 до 80°С: < 0,5 дБ

Воздействие плесне-вых грибов

соответствует требованиям стандар-та ASTM G-21-70, группа 0

Воздействие вибрациисоответствует требованиям стандар-та EIA FOPT-11, метод испытания 1

Воздействие водыизменение значения вносимых потерьсоединителя после пребывания в водев течение 7 дней при 43°С: � 0,5 дБ

Таблица 1

Технические характеристики соединителя

Fibrlok™II 2529


вания ОВ интегрирован в систему механичес-

кого оптического соединения ОВ, разрабо-

танную компанией Tyco Electronics, и обеспе-

чивает простоту и малые затраты времени на

сращивание ОВ. Инструмент (рис. 6) обеспе-

чивает угол скола ОВ около 8°, что способ-

ствует снижению отражения оптического сиг-

нала; не требует применения ни внешнего ис-

точника электроэнергии, ни батареи электро-

питания; не зависит от квалификации опера-

тора и условий окружающей среды; оснащен

механизмом индикации ошибки при выполне-

нии некачественного скола ОВ; оснащен ин-

дикатором количества выпол-

ненных соединений и меха-

низмом блокировки при необ-

ходимости регламентной за-

мены комплектующих узлов.

Инструмент оснащен также и

контейнером для автомати-

ческого сбора обрезков обра-

батываемых ОВ.

Характеристики вносимых оп-

тических потерь механичес-

ких оптических соединителей

компании Tyco Electronics приве-

дены на рис. 7.

Сети FTTH сооружаются также

с использованием оптических

шнуров типа «patchcord», пос-

кольку в этом случае исключа-

ется необходимость монтажного оборудо-

вания и сама технология монтажа значи-

тельно проще. В то же время для такого

варианта построения сети FTTH необходи-

мо применение отрезков кабеля разной

длины, армированных разъемными опти-

ческими соединителями, место для раз-

мещения запасов нарезанного кабеля,

обеспечение защиты этих запасов от ме-

ханических повреждений. К недостаткам

метода относит-

ся также то, что

при поврежде-

нии в процессе

эксплуатации

лишь одного со-

единителя тре-

буется замена все-

го ОК, армирован-

ного оптическими

соединителями.

Использование

механических

оптических

соединителей

при сооружении

сетей FTTH

В Китае к концу

2005 г. было заре-

гистрировано 350 миллионов абонентских

линий, а число интернет-пользователей дос-

тигло 111 миллионов. Более 50% из них

пользовались широкополосными услугами.

При сооружении сети FTTH многоквартирно-

го высотного здания в цокольной его части

устанавливается оптический распределитель-

ный шкаф (ODF), от него прокладываются

ОК до оптических

распределительных

блоков (FDU, fiber

distribution unit), раз-

мещаемых в стен-

ных нишах и осна-

щенных сплиттерами

(рис. 8). Абонентские

ОК подключаются к

концам ОВ, выходя-

щим из сплиттеров,

при помощи механи-

ческих соедините-

лей. Подключение

абонентских ОК к

оптическим шнурам

«pigtail», армирован-

ным оптическими со-

единителями, которыми оснащены блоки око-

нечных устройств ONU абонентов, также осу-

ществляется механическими соединителями.

Оптические сети в Китае используются для

аналоговой передачи телевидения, в связи с

чем блоки ONU

оснащаются

разъемными оп-

тическими сое-

динителями с по-

лировкой APC.

Испытания по

передаче данных

по абонентским

ОК с соединени-

ем ОВ механи-

ческими соеди-

нителями пока-

зали отсутствие

каких-либо проб-

лем с отражени-

ем аналогового

видеосигнала, не

отмечено и за-

метной его деградации. Для обеспечения

пользователю свободы в выборе места уста-

новки блока ONU в помещении (квартире

или офисе) может быть смонтирована опти-

ческая розетка подключения, соединяемая с

ONU через оптический шнур «patchcord».

Южная Корея в настоящее время является

лидером по предоставлению интернет-ус-

луг. К 2010 г. в стране планируется подклю-

чить к оптической широкополосной сети

шесть миллионов пользователей.

Сети FTTH сооружаются с выполнением подк-

лючения ОК механическими оптическими сое-

динителями, при этом используются абонент-

Кабели


Рис. 5. а) Общий вид механическогооптического соединителя компанииTyco Electronics:H = 0,12" (3 мм); W = 0,12" (3 мм);L = 1,8" (46 мм)б) Сечение механического оптичес�кого соединителя компании TycoElectronics

а

б

Рис. 6. Комбинированныйинструмент для монтажамеханических оптическихсоединителей компанииTyco Electronics

Рис. 7. Характеристики вносимых оптических потерь ме�ханическими оптическими соединителями компанииTyco Electronics

Рис. 8. Подключе�ние абонентскогоОК к сплиттеру FDUи к блоку ONU поль�зователя произво�дится механически�ми соединителями


Кабели


ские ОК, подключаемые непосредственно к

блоку ONU пользователя. Длина ОК специ-

фична для каждого конкретного абонентского

подключения, поэтому абонентский ОК имеет

лишь минимальный запас длины, оба его кон-

ца армируются в условиях линии сборными

оптическими соединителями, оснащенными

отрезком ОВ и механическим соединителем.

Один из соединителей подключается к сплит-

теру, другой – к блоку ONU (рис. 9).

В качестве оптического разъемного соеди-

нителя применяется соединитель SC с ме-

ханическим подключением к нему ОВ, не

требующий выполнения полировки в усло-

виях линии и модифицированный для подк-

лючения к применяемому абонентскому

ОК. ОК имеет конфигурацию «восьмерка»:

стандартное одномодовое ОВ диаметром

900 мкм совместно с ара-

мидными волокнами распо-

ложено внутри полимерной

оболочки; в качестве сило-

вого элемента ОК использу-

ется присоединенная через

полимерную перемычку

стальная проволока в поли-

мерной оболочке (рис. 10).

Для монтажа оптического со-

единителя в полевых условиях

требуется лишь ручной инстру-

мент для сращивания ОВ и

крепления ОК.

При подключении абонентов к

сети FTTH в Японии преиму-

щественно используется меха-

ническое соединение ОВ. Ос-

нованием для этого служит

снижение затрат на приобрете-

ние инструмента почти вдвое

(по сравнению с оборудовани-

ем для монтажа со сваркой) и

такое же увели-

чение скорости

сращивания.

Стоимость монтажа тоже

снижается на 50%, при этом

оптические характеристики

соответствуют предъявляе-

мым требованиям, что подт-

верждается результатами

испытаний. Конфигурация

абонентского подключения

подобна южнокорейской (рис.

9), однако дополнительно при-

меняется узел интерфейса

«абонент–провайдер».

Для механического сра-

щивания ОВ диаметром

250 мкм разработа-

ны компактные ме-

ханические соеди-

нители (рис. 11),

которые могут ус-

танавливаться в ти-

повые кассеты оп-

тических муфт. Эти

соединители, ис-

пользуемые при

разных условиях окружающей среды,

показали высокую надежность. Использу-

емый для монтажа соединителя инстру-

мент отличается компактностью и удобством

применения – приспособлен к руке, ему не

нужна опорная поверхность.

Абонентский ОК (рис. 12) содержит ОВ с

малым допустимым радиусом изгиба

(15 мм), что обеспечивает компактное раз-

мещение запаса длины ОК.

На стыке сплиттера с абонентским ОК ис-

пользуется механический разъемный опти-

ческий соединитель типа FA (field-assem-

bled), предназначенный для сборки в поле-

вых условиях (рис. 13). Оптическая вилка

соединителя FA оснащена отрезком ОВ,

который заделывается в наконечник сое-

динителя (фер-

рул) и полирует-

ся в заводских

условиях. Подк-

лючение ОВ або-

нентского ОК к

оптической вилке

осуществляется

так же, как и сое-

динение ОВ.

В США смонтиро-

вано несколько

опытных линий с

применением ин-

тегрированного механического соединителя

ОВ (рис. 14). Конструкция состоит из меха-

нического оптического соединителя, узла

крепления ОВ и встроенного рычага для

запрессовки крышки соединителя. Для ра-

боты с таким соединителем используется

только ручной инструмент – стриппер

для снятия покрытия и скалыватель

ОВ. Исключается необходимость ло-

жемента для фиксации сростка ОВ:

смонтированный интегрированный

оптический соединитель надежно зак-

репляется на любой поверхности с

помощью полоски адгезивной ленты,

имеющейся на нижней части корпуса

соединителя.

Интегрированный механический сое-

динитель ОВ обеспечивает соедине-

Рис. 10. Абонентский ОК, ис�пользуемый в Южной Корее

Рис. 11. Соединитель для сращивания ОВ диаметром250 мкм: общий вид, схема до и после монтажа

Рис. 12. Абонентский ОК

Рис. 13. Механический разъемный оптический соеди�нитель FA

Рис. 9. Подключение абонентского ОК произ�водится к установленному внутри помещенияблоку ONU с применением разъемного опти�ческого соединителя, монтируемого в полевыхусловиях


Кабели

ние ОВ с покрытием диаметром как 250,

так и 900 мкм, а также обеспечивает стык

ОВ с покрытием разного диаметра (250 и

900 мкм) – ОВ с диа-

метром покрытия

900 мкм используется в

составе оптического

шнура типа «pigtail»,

имеющего на конце оп-

тический разъемный со-

единитель.

Другой вид изделия, кото-

рый сейчас опробуется в

США, – оптический разъем-

ный соединитель SC для

монтажа в полевых услови-

ях. Подобно применяемому в Южной Корее,

он обеспечивает соединение блоков ONU и

шнуров типа «patchcord» заводского изготов-

ления. В то же время этот соединитель, не

требующий полировки в полевых условиях,

может обеспечивать подключение ОВ диамет-

ром как 250, так и 900 мкм – вместо применя-

емого в Южной Корее соединителя для подк-

лючения ОК с оболочкой диаметром 3,5 мм.

Результаты испытаний механических

оптических соединителей

В механических оптических соединителях

для предотвращения отражения оптическо-

го сигнала при переходе границы «кварце-

вое стекло – воздух» и «воздух – кварце-

вое стекло» используют иммерсионный оп-

тический гель, индекс преломле-

ния которого близок к индексу

преломления кварцевого стекла.

Поскольку наибольшие сомне-

ния в отношении применимости

механических оптических соеди-

нителей для стационарных сетей

вызывает стабильность характе-

ристик иммерсионного геля при

длительной эксплуатации, ком-

паниями Юго-Восточной Азии

были проведены испытания по

его ускоренному тепловому ста-

рению, результаты которых по-

ложительны.

В одном из испытаний после ус-

коренного старения геля (в ре-

зультате воздействия темпера-

туры 85°C в течение 7 месяцев,

т.е. более 5100 часов) индекс

его преломления сравнивался с

индексом контрольного геля в

диапазоне температур от –40 до

+80°C. В ходе другого испытания гель, под-

вергнутый ускоренному старению (в ре-

зультате воздействия температуры 80°C в

течение 17,5 ме-

сяцев, т.е. более

12 700 часов),

был использо-

ван при монтаже

30 соединений

ОВ. Измерения

показали, что

максимальное

значение вноси-

мых оптических

потерь не пре-

высило 0,1 дБ.

Результаты испытаний образцов геля, ста-

рение которых проводилось при 115°C в

течение 7 месяцев, аналогичны.

В ходе испытаний 30 пар ОВ, смонтирован-

ных при помощи механических соедините-

лей, подвергались тепловому старению при

85°C в течение 2000 часов. Как перед теп-

ловым старением, так и после него (после

охлаждения соединителей до комнатной

температуры) измеренные значения вноси-

мых оптических потерь были менее 0,2 дБ.

Измерения оптических потерь в сростках

ОВ для 30 соединений, выполненных меха-

ническими соединителями и погруженных

на 30 месяцев в дистиллированную воду,

показали, что потери не превышают 0,2 дБ

как до, так и после пребывания в воде.

Заключение

Вследствие высоких темпов развития сетей

FTTH растет потребность в простых и недо-

рогих технологиях монтажа абонентских

ОК, которые обеспечивали бы соответствие

этих сетей стандартам на услуги высокос-

коростного доступа.

Полученные результаты подтверждают необ-

ходимый уровень характеристик ОВ при их

сращивании механическими оптическими сое-

динителями, соответствующий предъявляе-

мым требованиям. Опыт применения этой

технологии свидетельствует о том, что при на-

личии соответствующего инструмента и ком-

понентов для монтажа механическое сращи-

вание соединений ОВ и механическое подк-

лючение разъемных оптических соединителей

обеспечивают снижение общих затрат; при

этом такое сращивание ОВ может быть ис-

пользовано при монтаже соединений ОК, раз-

мещаемых как внутри, так и вне помещений.


1. Каталог продукции компании 3M. 3М Рос�

сия, Москва, май 2006.

2. Семенов А.Б. Волоконно�оптические под�

системы современных СКС. М.: ДМК Пресс,

2007.

3. Watte’ J., Swinnen L., Daems D.,

Vandenbroeck J., Grice M. Innovative fibre

splicing system for the FTTH market //

Proc. 5th Ann. ETTH Conf., Las Vegas,

October 2–5, 2006.

Рис. 14. Интегрированный опти�ческий механический соединительFibrlok 2539


Кабели


ПИТЕР РОНКО (PETER RONCO), менеджер отделамногомодовых волокон компании Corning Optical Fiber (США)

Введение

Рост спроса на повышенные скорости пе-

редачи данных определяется развитием

современных учрежденческих и локаль-

ных волоконно-оптических сетей (ЛВС).

Сегодняшние ЛВС работают со скоростью

передачи данных до 10 Гбит/с, и поэтому

для них уже не подходят традиционные

системы, развертываемые с применением

недорогих передатчиков на базе светоиз-

лучающих диодов (LED) с верхним преде-

лом 622 Мбит/с. Для удовлетворения пот-

ребностей в более высоких скоростях в

современных ЛВС на смену светодиод-

ным передатчикам пришли ла-

зерные, способные поддержи-

вать такие скорости. Переход

от LED к лазерам оказывает

существенное влияние на мно-

гие аспекты разработки воло-

конно-оптических кабелей. На-

иболее экономически эффек-

тивным решением для учреж-

денческих систем и ЛВС явля-

ется многомодовое волокно,

возбуждаемое полупроводни-

ковыми лазерами с вертикаль-

ным резонатором и поверхно-

стным излучением (VCSEL),

работающими на длине волны

850 нм, и поэтому именно оно

обычно применяется для постро-

ения таких сетей. В ответ на тен-

денции рынка в конце 1990-х гг.

появилось новое поколение мно-

гомодовых волокон, оптимизированных

для работы с лазерными передатчиками.

В настоящей статье мы рассмотрим отли-

чие многомодовых оптических волокон

обычного типа от оптимизированных и

продемонстрируем важность выбора для

высокоскоростной ЛВС высококачествен-

ного волокна.

Передача излучения светодиода

и лазера по оптическому волокну

Отдельный луч света, вводимый в много-

модовое волокно, распространяется по

его сердцевине, выбирая один из множе-

ства возможных путей, каждый из кото-

рых называется модой, а само волокно –

многомодовым. Свет, излучаемый диодом

(LED), отличается от очень узкого пучка

лазерного излучения бо�льшим значением

угла расхождения от прямой. При попада-

нии в оптоволокно световые лучи от LED-

источника перегружают сердцевину во-

локна и возбуждают много разных мод.

При тех же условиях лазерный пучок воз-

будит лишь несколько мод, главным обра-

зом в центральном участке сердцевины

(рис. 1).

Проблема совместимости

с многомодовым волокном

обычного типа

Сердцевина многомодового во-

локна – это область с более высо-

ким коэффициентом преломления

(стекло с большей оптической

плотностью), чем у оболочки

(стекло с меньшей плотностью).

Разница в коэффициентах пре-

ломления необходима для того,

чтобы удерживать распространя-

ющиеся световые волны, называ-

емые «модами», в пределах серд-

цевины, и не давать им выходить

наружу через оболочку (выход

сопровождается повышенным за-

туханием пучка волн). Многомодо-

вые оптические волокна отлича-

ются симметричным плавным из-

менением коэффициента прелом-

МНОГОМОДОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА,

ОПТИМИЗИРОВАННЫЕ ДЛЯ РАБОТЫ

С ЛАЗЕРНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ

Рис. 1. Расходящийся пучок световых лучей от LED�источника возбуждает множество мод в многомодо�вом волокне, приводя к широкому распределениюмощности по сердцевине волокна. Лазер позволяетполучить гораздо более сфокусированный пучок вузких участках сердечника, возбуждая лишь нес�колько мод


Кабели

ления (оптической плотности стекла) по

сечению сердцевины. Такое поведение

коэффициента преломления обеспечива-

ет технология изготовления оптоволокна

благодаря прецизионному дозированию

легирующих добавок (например кремния

или германия), изменяющих скорость све-

та в стекле. В многомодовых оптических

волокнах коэффициент преломления ме-

няется параболически, плавно спадая в

радиальном направлении от осевой линии

сердцевины к оболочке (рис. 2). Неравно-

мерное распределение величины коэф-

фициента служит для выравнивания длин

пути, проходимого различными световы-

ми модами, с тем чтобы лучи достигали

конца волоконной системы одновремен-

но. При постоянном коэффициенте пре-

ломления основная мода, распространяю-

щаяся вдоль осевой линии, будет прохо-

дить более короткий путь по сравнению с

модами более высокого порядка, распро-

страняющимися по винтовой линии ближе

к оболочке. Более высокий коэффициент

преломления в центре приводит к замед-

лению распространения основной моды

по кратчайшему пути, позволяя модам

более высокого порядка достигать конца

волокна одновременно с ней. Любые раз-

личия во времени достижения конца во-

локна называются модальной дисперси-

ей. Одной из рабочих характеристик мно-

гомодового волокна является ширина по-

лосы пропускания (она же пропускная

способность). Она достигает единиц ме-

гагерц на километр. Ширина полосы про-

пускания обратно пропорциональна мо-

дальной дисперсии.

В центральной части кривой зависимости

коэффициента преломления от радиуса

для многомодового оптического волокна

обычного типа имеется провал (см.

рис. 2). В случае применения LED-источ-

ника света этот провал не оказывает

практически никакого влияния на рабочие

характеристики волокна, поскольку свето-

диодный источник распределяет излучае-

мую мощность в широкой области по все-

му диаметру сердцевины. При вводе ла-

зерного излучения свет оказывается лока-

лизованным в очень узкой (как правило,

центральной) части оптического волокна.

Совершенно очевидно, что провал коэф-

фициента преломления будет в этом слу-

чае играть гораздо большую роль. Как

было отмечено, для современных систем

с высокими скоростями передачи данных

необходим переход от LED-источников к

лазерным, однако влия-

ние данной неравно-

мерности поведения ко-

эффициента преломле-

ния на передаваемый

лазерным источником

сигнал может уже само

по себе приводить к ис-

кажениям передавае-

мого сигнала и росту

частоты ошибок, пото-

му что для передачи

лазерного излучения

необходимо именно

плавное изменение ко-

эффициента преломле-

ния в данной области.

Это значительно сужа-

ет полосу пропускания

оптического волокна

при работе с лазерным

источником, даже если

волокно считается широ-

кополосным при его ис-

пользовании с LED-источ-

ником. Складывается па-

радоксальная ситуация,

когда полоса пропускания

оптоволокна в сочетании

с лазерным приемопере-

датчиком становится фак-

тором, ограничивающим пригодность ла-

зерных источников для систем со ско-

ростью передачи данных 10 Гбит/с.

Оптические волокна,

оптимизированные для работы

с лазерными источниками:

проектирование, изготовление,

испытание и сертификация

с использованием лазеров

Проблема формы кривой коэффициента

преломления в центральной части серд-

цевины многомодового оптического во-

локна преодолевается путем оптимизации

волокна для работы с лазерным передат-

чиком. Несмотря на сложность задачи все

неравномерности центральной части ха-

рактеристики коэффициента преломле-

ния должны быть устранены. В 1998 г.

компания Corning первой представила но-

вое поколение оптимизированных много-

модовых оптических волокон. Идеальная

форма зависимости коэффициента пре-

ломления, показанная на рис. 2, где сгла-

жены все неравномерности в районе оси,

устраняет все системные ограничения,

вызванные искажением сигнала.

Оптические волокна, оптимизированные

для работы с лазерными источниками,

требуют применения методов измерения

характеристик и сертификации, отличных

от методов для многомодовых оптоволо-

кон обычного типа. Измерения оптимизи-

рованных волокон должны правильно оп-

ределять их характеристики и гарантиро-

вать совместимость этих волокон с прие-

мопередатчиками на базе новейшей ла-

зерной технологии.

Преимущества 506микронного волокна

Многомодовое волокно, оптимизирован-

ное для работы с лазерными источника-

ми, изготавливается в двух разновиднос-

тях: 62,5 и 50 мкм в диаметре. Их харак-

теристики должны быть надлежащим об-

разом измерены лазерными приборами.

Однако 50-мкм волокна обеспечивают

очевидные преимущества, поскольку они

Рис. 2. Коэффициент преломления многомодовыхоптических волокон. Коэффициент преломленияобычного многомодового волокна имеет провалвозле осевой линии, вызывающий искажения сиг�нала в системах с лазерными приемопередатчика�ми. Коэффициент преломления оптоволокна, оп�тимизированного для работы с лазерным источни�ком, должен меняться гладко, без провала в осе�вой области


Кабели


специально изготавливаются для более

широкой по сравнению с 62,5-мкм волок-

ном полосы пропускания на длине волны

850 нм, которую излучают 850-нм лазеры

типа VCSEL. Эти лазеры значительно де-

шевле 1300-нм лазеров на основе резо-

натора Фабри–Перо или лазеров с рас-

пределенной обратной связью. Конкрет-

нее, новейшие 50-мкм волокна обеспечи-

вают 10–20-кратное расширение полосы

пропускания по сравнению со стандарт-

ным 62,5-мкм волокном. Кроме того, 50-

мкм волокно содержит меньше германия,

что означает меньшее рассеяние мощнос-

ти и затухание оптического сигнала.

Лучшими рабочими характеристиками

обладают отвечающие требованиям стан-

дартов и оптимизированные для работы с

лазерными источниками многомодовые

оптические волокна класса 50 мкм, назы-

ваемые по стандартам ISO 11801 волок-

нами типа OM3 (или TIA/EIA 492AAAC-A и

IEC 60793-2-10 типа A1a.2). Оптоволокно

типа OM3 должно обеспечивать скорость

передачи данных 10 Гбит/с при длине ка-

беля 300 м. Для этого требуется эффек-

тивная модальная полоса пропускания

(EMBc) 2000 МГц км. Кроме того, выпус-

каются усовершенствованные оптические

волокна типа OM3+ с еще более широкой

полосой пропускания, которые могут при-

меняться либо на более длинных линиях,

либо для работы с повышенным запасом

на дополнительное затухание (например,

из-за применения большего числа кон-

некторов).

Определение характеристик

многомодового оптического волокна

при работе со светодиодными

и лазерными источниками

Характеристики высокоскоростной пере-

дачи данных (полоса пропускания на дан-

ной скорости при данном расстоянии) для

конкретного оптоволокна измеряются по

относительной задержке между возбуж-

даемыми модами, а также по распределе-

нию энергии между ними. Поэтому при

определении характеристик волокон

обычного типа (для LED-источников) из-

меряют «полосу пропускания для насы-

щающего возбуждения» (OFL), воспроиз-

водя условия возбуждения с помощью

светодиодов. Условия возбуждения лазе-

ром совершенно иные, и, следовательно,

новое поколение многомодовых волокон

требует применения методов, имитирую-

щих эти условия.

Существует целый ряд методик определе-

ния характеристик: измерение методом

дифференциальной модовой задержки

(DMD), измерение полосы пропускания

для ограниченного возбуждения (RML) и

определение расчетной эффективной мо-

дальной полосы пропускания (EMBc).

RML была первой из принятых методик

измерения параметров волокон (TIA-455-

204) и позволяла предсказать полосу про-

пускания вплоть до скорости 1 Гбит/с.

Для систем с более высокой скоростью

передачи данных (до 10 Гбит/с) необходи-

мо применение новейшей и наиболее точ-

ной методики minEMBc, которая рекомен-

дуется стандартами TIA/EIA 455-220 и IEC

60793-1-49 и считается сейчас общепри-

нятой, так как является единственным

широкополосным методом, основанным

на определении дифференциальной мо-

довой задержки с правильной масштаби-

руемостью. Масштабируемость означает,

что методика позволяет предсказывать

характеристики для различных сочетаний

скорости передачи данных и длины во-

локна, тогда как остальные методы дают

лишь оценку по критерию «годен-не го-

ден» для скорости 10 Гбит/с и длины

300 м. Рабочие характеристики оптичес-

ких волокон класса 10 Гбит/с, оптимизи-

рованных для работы с лазерным источ-

ником, не могут считаться полностью га-

рантированными, если были определены

без применения предусмотренных самы-

ми последними стандартами методик ко-

личественного измерения ширины полосы

пропускания в условиях возбуждения ла-

зерным источником.

Выводы

Современные учрежденческие сети и

ЛВС должны обеспечивать передачу дан-

ных со скоростью 1 Гбит/с и выше, под-

держивая новейшие протоколы GbE

(Gigabit Ethernet), 10GbE и Fiber Channel.

Как следствие, на смену LED-источникам

со скоростью до 622 Мбит/с пришли ла-

зеры, в частности 850-нм полупроводни-

ковые лазеры с вертикальным резонато-

ром и поверхностным излучением

(VCSEL), ставшие основным источником

для таких сетей, а на смену многомодо-

вым оптическим волокнам обычного типа

пришли многомодовые волокна, оптими-

зированные для лазерного излучения.

Они должны обеспечить разработку не-

дорогих лазерных систем передачи с вы-

сокой пропускной способностью. Тем не

менее не все оптимизированные много-

модовые волокна обладают одинаково

хорошими характеристиками. Волокна,

изготовленные по технологии OVD (на-

ружное осаждение паров), демонстриру-

ют полное сглаживание провала коэффи-

циента преломления вблизи оси волокна

и превосходную гладкость по всей серд-

цевине, тогда как процессы модифициро-

ванного и плазменно-активированного

химического осаждения из паровой фазы

(MCVD и PCVD) не столь действенны.

Для того чтобы гарантировать совмести-

мость характеристик волокна с лазерами

типа VCSEL, необходимо подтверждение

работоспособности волокна на скорости

передачи данных 10 Гбит/с по методике

minEMBc. Компания Corning применяет

методику minEMBc для своих многомодо-

вых оптоволокон InfiniCor® Laser-opti-

mized™, рассчитанных на 10 Гбит/с, явля-

ется единственным производителем оп-

тических волокон, который измеряет па-

раметры каждого метра каждой катушки

ОВ, не прибегая к выборочному контро-

лю, и потому гарантирует соответствие

своей продукции параметрам, заявлен-

ным в рекламных материалах.


1. Белл П., Уиггс Т. Многомодовые волок�

на и технологический процесс осаждения

из паровой фазы. Руководящие докумен�

ты компании Corning по волоконно�опти�

ческим продуктам. Публикация на веб�

сайте компании, т. 10, июль, 2005.

www.corning.com.

Техническая литература

1. Руководство по выбору оптического

волокна для учрежденческих сетей.

http://www.corning.com.

2. Эволюция 50/125�мкм оптических воло�

кон с момента публикации документа IEEE

802.3ae. http://www.corning.com.

3. Расчет эффективной модальной поло�

сы пропускания (EMB) позволяет гаранти�

ровать скорость передачи 10 Гбит/с.

http://www.corning.com.

4. Вопросы и ответы по 50�мкм оптическим

волокнам. http://www.corning.com.


В статье М.А. Величко утверждается, что

электронная компенсация дисперсии (ЭКД)

экономит оптический бюджет и является

более экономичным решением в сравнении

со стандартным методом компенсации дис-

персии оптическими модулями.

Первое утверждение не вызывает сомне-

ний, однако заявление о том, что исполь-

зование электронной компенсации – это

более экономичное решение, чем тради-

ционное, основанное на применении оп-

тических компенсаторов, требует обосно-

вания. Во всяком случае, возникают сле-

дующие вопросы:

1. Как будет работать ЭКД в системах DWDM,

использующих, например 40–80 каналов?

2. Нужен ли на каждый канал свой элект-

ронный компенсатор?

На мой взгляд, традиционный способ ком-

пенсации хроматической дисперсии с по-

мощью пассивных оптических компенсато-

ров дисперсии (ПОКД) обладает следующи-

ми преимуществами:

1. Простота

2. Требуется один компенсатор на все каналы

3. Не зависит от скорости (10 Гбит/с,

40 Гбит/с или даже 100–160 Гбит/с)

4. Не зависит от формата модуляции.

Нельзя не учитывать и такой фактор, как

проверенность и надежность технологии. В

этом плане, несомненно, преимущество на

стороне ПОКД.

Хотелось бы сравнить экономичности двух

подходов для разного количества каналов.

Пусть имеется 40 канальная система для С-

диапазона. Стоимость ПОКД для такой сис-

темы связи составляет примерно

10 000 USD. Хотелось бы узнать, сколько

стоят 40 блоков ЭКД?

А.И. Микилев

директор по маркетингу

представительства OFS Россия


Кабели

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

ЗАМЕЧАНИЯ К СТАТЬЕ М.А. ВЕЛИЧКО «ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ

ДИСПЕРСИИ В ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ СВЯЗИ»

(LIGHTWAVE RUSSIAN EDITION, 2007, №1)

ОТВЕТ АВТОРА НА ЗАМЕЧАНИЯ

Утверждение об экономических преимуще-

ствах ЭКД относится, разумеется, к малока-

нальным системам связи. В системах

DWDM необходимо использовать отдельный

модуль ЭКД на каждый канал. Поэтому рас-

чет экономичности двух подходов для ком-

пенсации дисперсии в многоканальных

DWDM-системах необходимо проводить для

каждой конкретной системы.

Следует, однако, заметить, что в настоя-

щее время большинство систем связи в

России использует один или небольшое

число каналов. Кроме того, идет бурное

развитие технологии ЭКД и стоимость та-

ких модулей постоянно снижается, чего

нельзя сказать о ПОКД.

Модули электронной компенсации диспер-

сии, располагаемые на стороне приемника,

можно использовать не только как альтер-

нативу ПОКД, но как дополнение к ним, т.к.

в этом случае электронным способом ком-

пенсируется не только хроматическая, но

также и поляризационная модовая диспер-

сия (ПМД), а также нелинейные искажения.

Особенно полезным будет совместное ис-

пользование ПОКД и ЭКД при скоростях

передачи 100–160 Гбит/с и выше, когда

различные эффекты (хроматическая дис-

персия более высоких порядков, ПМД и пр.)

начинают играть более существенную роль.

М.А. Величко,

аспирант физического факультета МГУ

им. М.В. Ломоносова

ОПТИЧЕСКИМ ДОСТУПОМ В США ОБЛАДАЕТ ВСЕ ЕЩЕ НЕДОСТАТОЧНОЕ ЧИСЛО

МЕЛКИХ И СРЕДНИХ КОМПАНИЙ

Согласно последнему исследованию кон-

салтинговой фирмы Vertical Systems

Group в США к сетевым услугам по волок-

ну сегодня подключены 13.4% офисных

зданий компаний с 20 и более служащи-

ми. Однако доля офисов мелких и сред-

них компаний среди них остается непро-

порционально малой.

Оптоволокно – ключевой фактор, обеспечи-

вающий получение современных сетевых

услуг, включая Ethernet, VPN на основе IP,

IP телефонию и IP видео со скоростями до

гигабита в секунду. Однако «недостаток во-

локна – один из трех основных факторов

рынка, мешающих росту национальной Биз-

нес Ethernet Связи, наряду с ограничениями

скорости и стоимостью» отмечает Розмари

Кокран, директор Vertical Systems Group.

«Сотни и тысячи мелких и средних строе-

ний в США остаются без оптоволоконного

доступа не смотря на развитость базовой

национальной оптоволоконной сети США».

Перевод с английского,

Lightwave, May 2007


Измерительная техника


АЛЕКС ВУКОВИЦ (ALEX VUKOVIC), руководитель проекта,

МИШЕЛЬ САВОЙ (MICHEL SAVOIE), менеджер исследовательскихпрограмм Исследовательского центра коммуникаций(Оттава, Канада),

ХЕНЬ ХУА (HENG HUA), инженер�исследователь Исследовательскогоцентра коммуникаций (Оттава, Канада),

УИЛЬЯМ ЯНГ (WILLIAM YANG), президент и исполнительныйдиректор компании BaySpec Inc.,

ЭРИК БЕРГЛС (ERIC BERGLES), вице�президент по продажами маркетингу компании BaySpec Inc.

Ожидаемая доходность сетей следующего

поколения связана с предоставлением

абонентам новых услуг, к которым отно-

сятся, например, видео по требованию

(VoD), телевидение высокого разрешения

(HDTV), бытовая IP-телефония (VoIP) и

универсальное многоточечное соединение

через виртуальные частные интернет-сети

для корпоративных пользователей. Самой

подходящей для этих целей представляет-

ся конфигурация с применением реконфи-

гурируемых оптических мультиплексоров

(ROADM). Такие сети можно строить с

разной топологией, они обеспечивают

традиционную связь (SONET/SDH,

Ethernet и пр.) и «прозрачны». Для сети,

оснащенной ROADM, характерен также

стандартный уровень управления распре-

деленными оптическими каналами (тако-

го, как многопротокольная коммутация,

GMPLS) для поддержания оптических ка-

налов, распределения по диапазону, конт-

роля топологии и ресурсов. Благодаря

этому можно построить «динамически ре-

конфигурируемую сеть», выгодно исполь-

зуя волновой диапазон.

В подобной сети управление общего уро-

вня (обслуживающее IP и физические

слои) позволяет координировать пути

прохождения света, а также доступность

ресурсов и оптимальность защиты. Поэ-

тому он особенно важен для эффективно-

го мониторинга физического слоя. Вдоба-

вок удаление повторных генераторов и

сопутствующее увеличение числа усили-

телей вдоль пути повышает сложность се-

ти. Таким образом, техническим решени-

ем для гибких и динамических сетей бу-

дущего поколения становится схема мо-

ниторинга физического (оптического)

слоя, основанная на слежении за ключе-

выми параметрами для каждой длины

волны.

Однако мониторинг оптического канала

(домена) сталкивается с несколькими проб-

лемами: правильный выбор оптических па-

раметров для мониторинга, одновременный

сбор данных в реальном времени, а также

точная и надежная идентификация, обра-

ботка и передача данных системе управле-

ния сетью, способная обеспечить восста-

новление связи в течение 50 мс. Долгос-

рочное развитие сети (коммутация пакетов,

системы 40Г+ и т.п.) означает повышенные

требования к мониторингу оптической пе-

редачи данных.

В Канаде разработчики технологии мони-

торинга, Исследовательский центр комму-

никаций (CRC) и компания BaySpec Inc.,

объединили усилия, чтобы создать обра-

зец такой схемы. Компания BaySpec пре-

доставила монитор работы оптического

канала (OCPM), а CRC применил принци-

пы мониторинга в экспериментальной се-

ти. Цель совместной работы заключалась

в демонстрации мониторинга в испыта-

тельной сети (поканального) и выгоду

применения измерительных устройств

OCPM.

Концепция мониторинга каналов, предс-

тавленная в этой статье, может быть ис-

пользована для обнаружения, распозна-

вания и определения местоположения

точек ослабления сигнала в реальном

времени. Такой мониторинг вносит ог-

ромный вклад в защитное переключе-

ние, выравнивание сигнала вдоль линии

и нахождение проблемных участков, а

также снижает потребность в операторах

и опытных техниках. Дальнейшее разви-

тие концепции должно позволить созда-

вать сети сложной топологии и управ-

лять ими, эффективно поддерживая вы-

сокое качество услуг связи (QoS) и пол-

МОНИТОРИНГ РАБОТЫ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

ПОЗВОЛЯЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРЕИМУЩЕСТВА

РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ОПТИЧЕСКИХ СЕТЕЙ



ное соответствие соглашениям об уров-

нях обслуживания (SLA).

Мониторинг физического слоя

Каждый канал в реконфигурируемой сети

характеризуется несколькими параметра-

ми: центральной длиной волны, сдвигом

центральной длины волны по отношению

к стандартной сетке ITU (Международный

телекоммуникационный союз), мощ-

ностью, распределением мощности и от-

ношением оптический сигнал–шум

(OSNR). По текущей информации о пара-

метрах можно заметить ослабление или

прерывание сигнала, а иногда и опреде-

лить причину неполадки. При своевре-

менной информации меры по устранению

неполадок могут быть приняты еще до их

возникновения.

Концепция поканального мониторинга и

слежения за состоянием реконфигурируе-

мой сети с большим числом каналов оз-

начает:

•• одновременный мониторинг основных

оптических параметров каждого канала в

реальном времени;

•• возможность удаленного изменения уп-

равляющих установок для каждого пара-

метра (мощность канала, OSNR, централь-

ная длина волны);

•• сбор информации от всех участков сети;

•• обработка информации системами конт-

роля и, при необходимости, проведение

профилактических ме-

роприятий (защитное пе-

реключение, балансиров-

ка мощности, основан-

ная на смене конфигура-

ции каналов в реконфи-

гурируемой сети, вырав-

нивание усиления, заме-

щение устаревшего обо-

рудовании и т.п.).

Система распределен-

ных OCPM может быть

использована для мони-

торинга сети. Обязатель-

ная часть OCPM, кото-

рый был задействован в

демонстрационных испы-

таниях, – это встроенный

спектрометр, работаю-

щий в оптическом слое.

Он измеряет характерис-

тики всех каналов в ре-

альном времени (непов-

реждающую мощность, OSNR и централь-

ную длину волны) и обеспечивает быструю

идентификацию канала. Устройство состо-

ит из спектрального элемента, детектора и

модуля электронной об-

работки, как показано

на рис. 1.

В OCPM используются

патентованные спект-

ральные элементы –

объемные фазовые ре-

шетки (VPG) высокого

разрешения, а также

высокочувствительные

матрицы-детекторы

(InAsGa) для обеспече-

ния как высокоскорост-

ной параллельной об-

работки данных, так и

непрерывного измерения

спектра. При обработке

часть сигнала отрезается

от общего потока данных

с помощью разветвителя. Вырезанный

сигнал довольно слаб, обычно 1–2% мощ-

ности основного. Свет направляется на

однопортовый OCPM по одномодовому

волокну и коллимируется микролинзой.

Сигнал спектрально раскладывается с по-

мощью VPG. Затем дифрагировавшее по-

ле фокусируется на многоэлементной

матрице-детекторе. Управляющая элект-

роника считывает сигнал, который затем

обрабатывается с помощью DSP для изв-

лечения нужной информации.

Следует заметить, что этот OCPM работа-

ет как с непрерывной спектральной поло-

сой, так и с рядом дискретных длин волн.

В этом состоит его преимущество перед

другими подходами, основанными на пе-

рестраиваемых фильтрах. Еще важнее,

что по мере изменения внешней темпера-

туры центральная длина волны носителя

сигнала в сети с плотным волновым муль-

типлексированием (DWDM) будет откло-

няться от начальной. Рис. 2 иллюстрирует

определение мощности излучения на оп-

ределенной частоте, наличие или отсут-

ствие канала при помощи OCPM.

Демонстрация частотного мониторинга

Концепция частотного мониторинга была

продемонстрирована в испытательной го-

родской сети. Сеть содержала в одном из

узлов ROADM, как показано на рис. 3.

OCPM был объединен с оптическим кон-

тактным устройством для мониторинга

нескольких стратегических точек сети

(M1, М2 и М3 на рис. 3). Роль OCPM сос-

тояла в параллельном наблюдении в ре-

альном времени за наличием каналов и

измерении их характеристик: мощности

(и тем самым распределения мощности),

отношения сигнал–шум для каждого ка-

нала и центральной частоты во всем оп-

тическом диапазоне.

Для осуществления мониторинга была от-

делена часть мощности светового сигна-

ла. Ответвленный сигнал перенаправлял-

ся на спектральный элемент, на котором

Рис. 1. Монитор работы оптического канала(OCPM) компании BaySpec (торговое названиеIntelliGuard) представляет собой дисперсионныйэлемент высокого разрешения, созданный по тех�нологии объемных фазовых решеток (VPG), и при�нимающую InGaAs�матрицу. Обеспечивает высо�коскоростную параллельную обработку данных испектральные измерения

Рис. 2. Спектр мощности, снятый с помощьюOCPM. Точки – необработанные данные, линии –обработанные




разные частотные компоненты разделя-

лись пространственно. Пространственно

распределенные сигналы регистрирова-

лись набором детекторов, преобразую-

щих оптический сиг-

нал в электрический

для дальнейшей обра-

ботки. Установленное

программное обеспе-

чение было разрабо-

тано для слежения за

измерениями в реаль-

ном времени (см.

рис. 3) с временем

отклика не более

10 мс (на примере для

32 частот).

На основе возможнос-

тей OCPM и програм-

много обеспечения

была получена следу-

ющая информация об

испытательной сети:

наличие канала, цент-

ральная частота канала,

отклонение центральной

частоты относительно

сетки ITU, мощность канала и распреде-

ление мощности, а также OSNR каждого

канала (см. рис. 3). Для каждого отобра-

жаемого параметра (мощность, OSNR,

центральная частота) были заданы поро-

говые значения. При выходе параметра

за порог предпринимается корректирую-

щее действие или немедленно посылает-

ся сигнал оператору на e-mail, телефон

или пейджер.

Развивая концепцию для широкого приме-

нения, мы получим возможность отправ-

лять информацию, собранную посред-

ством OCPM от различных точек сети, на

узлы управления сетью. Здесь информа-

ция может быть обработана, и управляю-

щая система примет верное решение о

времени переключения канала (защитное

переключение), выравнивании мощности

между каналами или замене устаревшего


Эта концепция означает шаг в направле-

нии создания реконфигурируемых плот-

ных оптических сетей с полным частот-

ным мониторингом. Операторы связи и

сетевые операторы смогут одновременно

следить за всеми каналами и устанавли-

вать границы безопасной работы по лю-

бому ключевому параметру (мощность,

центральная длина волны и OSNR). Кро-

ме того, они могут в любой момент изме-

нять эти параметры на расстоянии. Таким

образом, концепция может сыграть боль-

шую роль в предотвращении разрывов

связи и привести к снижению потребнос-

ти в опытных специалистах для локализа-

ции и устранения неполадок.

Выводы

Мониторинг физического слоя с обратной

связью с управлением общего уровня

позволяет проводить распределенный

частотный мониторинг в сети, в частнос-

ти обнаруживать, распознавать и нахо-

дить место неполадки, а также осущес-

твлять защитное переключение или ба-

лансировку мощности. Обнаружение ос-

лабления сигнала может запустить за-

щитные схемы или способствовать диаг-

ностике ряда проблем (неисправной ра-

боты лазеров, усилителей, мультиплексо-

ров). Помимо предупреждения об ошиб-

ках и неполадках в реальном времени

информация, получаемая OCPM, может

быть использована в усилителях для ба-

ланса или удаленного выравнивания в

DWDM-системах, для выравнивания

вдоль линии или мониторинга проблем-

ных учкастков.

Однако остаются известные проблемы час-

тотного мониторинга в реконфигурируемых

оптических сетях:

•• необходимость в быстром и точном мето-

де управления для сбора и обработки ин-

формации с большого количества OCPM,

распределенных по всей сети;

•• разработка интегриро-

ванного подхода внутри

системы сетевого уп-

равления для сбора, об-

работки и реагирования

на информацию (напри-

мер экспертная система

для интеллектуального

управления, фильтра-

ции, распознавания и

предоставления только

необходимой информа-

ции пользователям);

•• микросекундное время

отклика для будущей

коммутации оптических

пакетов данных (комму-

тации всплесков);

•• необходимость техики

компенсации искажений

слежения, связанных с

шумом, широкий дина-

мический диапазон, вы-

сокое OSNR, высокая мощность, частот-

ная точность и температурная стабиль-

ность в компактных устройствах, быстро-

та, точность, экономическая целесообраз-

ность устройств отслеживания сигнала,

особенно для 40-гигабитных систем;

•• управление переходными и каскадными

эффектами усилителя (большие перепады

мощности излучения);

•• наличие искажений сигнала из-за непред-

сказуемых путей в ячеистой сети;

•• переключение компенсационных схем;

•• встраивание существующих частот при

запуске новых;

•• динамический отклик на переключающие

сигналы, в том числе включение защитно-

восстановительных механизмов.

Мониторинг оптического слоя, особенно в

реконфигурируемых оптических сетях, ва-

жен для реализации преимуществ сетей с

перестройкой длины волны, для гаранти-

рованной динамической ремаршрутизации

трафика, запуска новых каналов и дистан-

ционного управления каналами. Реализа-

ция преимуществ таких сетей приведет и к

увеличению эффективности связи, и к по-

вышению доходности.


Lightwave, February 2007

Рис. 3. Испытательная сеть, включающая ROADM. Частотный мониторингосуществляется при помощи оптических переключателей


Специалисты ООО

«Сарансккабель-Опти-

ка» разработали

конструкции, освоили

производство и начали

поставки потребите-

лям двух типов опти-

ческих кабелей, встро-

енных в грозозащит-

ный трос: ОКГТ-С и

ОКГТ-Ц. Обе конструк-

ции обеспечивают на-

дежную работу оптичес-

ких волокон при внешних

механических воздействиях и термических

воздействиях токов короткого замыкания

(КЗ) и ударов молнии. Кроме того, они по

своим размерам и массе близки к сущест-

вующим грозозащитным тросам.

Кабель ОКГТ типа С содержит до 6 моду-

лей, каждый из которых может включать до

48 оптических волокон. ОКГТ типа С выпол-

няются в двух- и трехповивной конструкции.

При этом они отличаются не только наиболь-

шим числом волокон, но и высокой механи-

ческой прочностью, а также стойкостью к то-

кам короткого замыкания и ударам молнии.

Более полно преимущества кабелей ОКГТ

типа С раскрывают-

ся при использова-

нии на наиболее от-

ветственных линиях

(220–500 кВ и вы-

ше), с очень жест-

кими условиями отк-

лючения напряжения

для внепланового

ремонта проводов и

тросов. Поскольку

ОКГТ-С имеют не

менее двух повивов,

обрыв одной прово-

локи внешнего пови-

ва (или более), выз-

ванный ударом мол-

нии, не критичен для

работы кабеля.

Таким образом, ОКГТ-С

имеют более высокую мол-

ниестойкость. Кроме того,

повивы проволоки уложены

в разном направлении, что

уменьшает осевое закручи-

вание кабеля при его мон-

таже под тяжением.

Кроме того, кабель ОКГТ-С

наиболее полно

повторяет стан-

дартный грозо-

защитный трос,

который являет-

ся многоповивнои конструкци-

ей и, что немаловажно, облада-

ет более высокой прочностью

на раздавливание, чем другие

типы грозозащитных тросов.

Этот эффект достигается при-

менением в повиве с модулями

проволоки немного большего диа-

метра, чем сами модули.

Оптический модуль из нержаве-

ющей стали в кабелях типа

ОКГТ-Ц расположен в центре оптического

кабеля. Поверх него накладывается один

или два повива проволок. Кабели с цент-

ральным модулем традиционно имеют

меньший диаметр по сравнению с кабеля-

ми с модулем в повиве.

Кабель ОКГТ типа Ц содержит до 48 опти-

ческих волокон и благодаря своим неболь-

шим размерам идеально подходит для при-

менения на линиях электропередач

35–220 кВ. Воздушные линии (ВЛ), находя-

щиеся в эксплуатации много лет и спроек-

тированные для

использования

грозозащитных

тросов типа C-50

или С-70, требуют

существенной пе-

рестройки при

подвесе ОКГТ.

Использование

ОКГТ-Ц благода-

ря небольшим ди-

аметру и массе, с

одной стороны, а

с другой – высо-

кой механической

прочности позво-

ляет провести модернизацию ВЛ без суще-

ственного ремонта опор и тросостоек.

Нагрузка на опоры от ОКГТ-Ц не только не

превышает, но, как правило, оказывается ни-

же, чем от штатного грозозащитного троса.

Оптические кабели производства ООО «Са-

рансккабель-Оптика» имеют достаточный

запас по вытяжке оптического волокна, с

тем чтобы при наибольших нагрузках (голо-

лед + ветер) предотвратить напряжения во-

локон. С другой стороны, при минимальной

температуре (вплоть до минус 60�С) в них

обеспечивается размещение волокна в мо-

дуле без микроизгибов. Для выполнения

этой задачи осуществляется постоянный

контроль избыточности волокон при укладке

в модуль и натяжения трубки при брониро-

вании, обеспечиваемый системой контроля

параметров производственных линий.

Новые продукты


ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ, ВСТРОЕННЫЕВ ГРОЗОЗАЩИТНЫЙ ТРОС, ПРОИЗВОДСТВАООО «САРАНСККАБЕЛЬ�ОПТИКА»

Рис. 1. Кабель ОКГТ ти�па С производства ООО«Сарансккабель�Оптика»

Рис. 3. Титульный лист акта приемки оптических кабе�лей, встроенных в грозотрос марок ОГКТ�Ц и ОГКТ�Спроизводства ООО «Сарансккабель�Оптика»

Рис. 2. Кабель ОКГТ типа Цпроизводства ООО «Саран�сккабель�Оптика»

Материалы раздела «Новые продукты» публикуются

на правах рекламы.


Компания ООО «Вэлком Трейдинг» пред-

ставляет на российском рынке новый аппа-

рат для сварки оптических волокон

Sumitomo Type-39 производства компании

Sumitomo Electric Industries.

Сварочный аппарат Sumitomo Type-39, про-

изводящий юстировку оптических волокон

по световедущей сердцевине – первый ап-

парат, обладающий двумя параллельно ра-

ботающими системами термоусадки (печа-

ми), автозапуском печи, и автозапуском

функции сварки, что делает Type-39 самым

быстрым сварочным аппаратом на сегод-

няшний день.

Описание

Передовая конструкция Type-39 обеспе-

чивает работу встроенной двойной сис-

темы термоусадки одновременно с про-

цессом сварки и уменьшает затраты

времени, связанные с подготовкой печи,

на 80%. Ускорение данного процесса,

ранее являвшегося узким местом сва-

рочных аппаратов, позволило сократить

время одного цикла термоусаживания до

30 секунд (для 60-мм защитной гильзы),

что при длительности сварочного цикла

всего в 9 секунд, увеличивает эффек-

тивность сварки на 70%.

Это делает Type-39 особенно полезным

в тех случаях, когда скорость проведения

сварочных работ является критически

важным параметром, например, при уст-

ранении аварий на магистральных опти-

ческих линиях связи, где вынужденный

простой оборачивается ощутимыми фи-

нансовыми потерями.

Временная диаграмма работы сварочно-

го аппарата Type-39 наглядно демонстри-

рует, что оператору нет необходимости

ждать окончания процесса термоусажи-

вания при завершении первого цикла и

можно продолжать работы по сварива-

нию волокон.

Type-39 – это полностью автоматическое,

портативное, автономное устройство,

обеспечивающее проведение сварки в

любых условиях с высокой скоростью и

низкими оптическими потерями (типич-

ные значения потерь – порядка 0,02 дБ

при сварке однотипных одномодовых во-

локон). Он позволяет работать фактичес-

ки со всеми типами как одномодовых, так

и многомодовых волокон включая во-

локна со смещенной дисперсией и спе-

циальные волокна.

В сварочном аппарате используется

специализированное программное

обеспечение для обработки изобра-

жений – технология прямого мони-

торинга сердцевины высокого раз-

решения (HDCM). Лучшая на сегод-

няшний день система юстировки

оптических волокон на основе тех-

нологии HDCM обеспечивает гаран-

тированные и повторяемые резуль-

таты сварки с низкими потерями. В

результате значительно уменьша-

ются временные затраты при мон-

таже муфт.

Модель Type-39 компактна, удобна при

транспортировке, ресурс работы от акку-

муляторной батареи увеличен за счет по-

ниженного энергопотребления. Система

автостарта позволяет начать процесс

сварки или термоусадки без использова-

ния клавиатуры. Автоматическая система

определения типа волокна (APDS) уста-

навливает тип свариваемого волокна и ав-

томатически запускает соответствующую

программу сварки.

Новые технологические достижения ком-

пании Sumitomo Electric Industries, на-

дежность и всесторонняя поддержка

пользователя, делают Type-39 новым

стандартом индустрии среди сварочных

аппаратов.


НОВЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ SUMITOMO TYPE�39С РЕКОРДНЫМ БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТКИ

•• Значения потерь для идентичных волокон:

одномодовые волокна SMF – 0,02 дБ;

многомодовые волокна – 0,01 дБ;

одномодовые волокна со смещенной

дисперсией NZ-DSF – 0,04 дБ

•• Время сварки: ~ 9 секунд

•• Коэффициент отражения: -70 дБ

•• Время термоусадки:

~ 35 секунд (КДЗС 40 мм);

~ 40 секунд (КДЗС 60 мм)

ТИПЫ ВОЛОКОН

•• Оптические кварцевые волокна:

SMF,MMF, DSF, NZDSF, CSF, специальные волокна

•• Диаметр покрытия: от 100 до 1000 мкм

•• Диаметр оболочки: от 80 до 150 мкм

•• Длина обрабатываемого участка (длина зачистки):

от 8 до 16 мм (для волокон с диаметром оболочки

до 250 мкм);

16 мм (для волокон с диаметром оболочки более

250 мкм)

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

•• Двухпозиционный цветной жидкокристаллический

дисплей 5,6 дюймов, 320-кратное увеличение,

поворот на 180�

•• 48 программ для сварки,

10 программ для нагревателя

•• Тест дуги: автоматический

•• Интерфейс: USB Type-B

•• Видеовыход: стандарт NTSC

•• 16 языков

•• Тест на прочность: стандартно 200 г, выборочно 400 г

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

•• Температура: -10…+50�С

•• Влажность: 95% без конденсации

•• Высота: 0…5000 м

ГАБАРИТЫ

•• 150 мм (длина) х 150 мм (ширина) х 150 мм (высота)

ВЕС

•• 2,8 кг с адаптером для питания




Спецификация сварочного аппарата Sumitomo Type639 Соответствует директиве Европейского Союза об ограничении содержания вредных веществ

(RoHS, Restriction of Hazardous Substances)


Адресная книга

ТЕРАЛИНК

Aдрес: Россия, 117997, Москва,

ул. Профсоюзная, 84/32,

корп. Б2�2, офис 27�30

Тел.: +7 495 787�1777

Факс: +7 495 333�3300

E-mail: [email protected]

Сайт: www.teralink.ru

Компания «Тералинк» образована в

2005 г. в результате реорганизации компа-

нии «Телеком Транспорт». Миссия компа-

нии «Тералинк» – поиск, разработка и

внедрение в России инновационных реше-

ний и технологий:

• системы PON;

• системы передачи «видео по волокну»;

• строительство оптических распредели-

тельных сетей доступа (FTTP/FTTH) мето-

дом пневмопрокладки волокна;

• технология навивки оптического кабеля

на провода ЛЭП;

• пассивные оптические компоненты.

PHOTONIUM

Aдрес: Photonium Oy, Maksjoentie 11,

Virkkala FI�08700, FINLAND

Тел.: +358 19 357381

Факс: +358 19 3573848


Сайт: www.photonium.fi

Тел.: +358 40 5626797*

E�mail: [email protected]*

Компания «Photonium» является ведущим

производителем и поставщиком оборудова-

ния для производства оптического волокна.

Мы предлагаем новую технологию FCVD,

которая позволяет улучшить производи-

тельность и качество процесса MCVD.

«Photonium» – ключевой партнер для раз-

работчиков полимерных, микроструктури-

рованных и легированных волокон.

«Photonium» работает в области автомати-

зации сборки в электронике и фотонике. Мы

производим сборочные и упаковочные ли-

нии для сотовых телефонов, аккумуляторов,

зарядных устройств, антенн, высокочастот-

ных фильтров, оптических компонентов.

«Photonium» – партнер, которому

доверяет финская полупроводниковая

промышленность

* Контактное лицо:

Малинин Алексей Андреевич

ОФС Связьстрой�1 Волоконно�Оптическая Кабельная Компания

Aдрес: Россия, 394019, Воронеж,

ул. Жемчужная, 6

Тел.: +7 (4732) 67�27�95, 79�07�55

Факс: +7 (4732) 67�27�95, 79�07�55


Сайт: www.ofssvs1.ru

Производство и продажа практически лю-

бых видов волоконно-оптических кабелей

для магистральных, внутризоновых, город-

ских и воздушных линий связи. Все опти-

ческие кабели сертифицированы для ис-

пользования на Взаимоувязанной сети свя-

зи РФ. Сертифицированы СДС «Военный

регистр» и «Оборонный регистр». Самоне-

сущие кабели дополнительно сертифициро-

ваны для использования в электроэнерге-

тике РФ, на воздушных линиях передач. На

предприятии внедрена система менедж-

мента качества ISO 9001-2000 (сертификат

№ 092294 QM, выдан компанией DQS).

Связьстройдеталь


ул. Южнопортовая, 7а

Тел.: +7 495 786�3434

Факс: +7 495 786�3432


Сайт: www.ssd.ru, www.fot.ru

Компания «Связьстройдеталь» разра-

батывает, производит и поставляет ши-

рокий ассортимент материалов для стро-

ительства и ремонта линий связи. Ассор-

тимент продукции «Связьстройдеталь»

включает более 1000 наименований из-

делий, среди которых соединительные

муфты для всех видов кабелей связи,

монтажные материалы, кроссовое и мон-

тажное оборудование, приборы и инстру-

менты для ВОЛС, изделия для строитель-

ства кабельной канализации и железобе-

тонные изделия.

Ассортимент предлагаемой продукции

постоянно обновляется за счет разрабо-

ток конструкторского отдела и службы

маркетинга, а также в ходе совместных

разработок с отраслевыми НИИ, КБ, за-

водами и др.

Компания «Связьстройдеталь» является

дистрибьютером всемирно известных

поставщиков телекоммуникационного

оборудования 3М, Tyco Electronics

Raychem, Seba, Corning Cable Systems.

ОПТЕЛ

Aдрес: Россия, 111024, Москва, а/я 141

Тел.: +7 495 786�3497 (многоканальный)

Факс: +7 495 673�2955


Сайт: http://www.optel.ru

ООО ОПТЕЛ разрабатывает и производит:

• пассивные компоненты ВОЛС: патч-кор-

ды, разветвители, спектральные мульти-

плексоры, изоляторы, аттенюаторы, крос-

совые коробки, стойки и шкафы;

• измерительные приборы: источники из-

лучения, измерители уровня мощности,

тестеры, оптические телефоны;

поставляет:

• измерительную и монтажную технику:

рефлектометры, сварочные аппараты,

инструменты и расходные материалы, ар-

матуру для подвески кабеля.

Является дистрибьютором фирм

Furukawa, JDSU, Seikoh Giken, ССД,

эксклюзивным дистрибьютором фирм

Channell, RIBE, IlsinTech.

При фирме работает лицензированный

учебный центр повышения квалификации

по ВОЛС, компьютерным сетям и гибрид-

ным сетям кабельного ТВ.

Вэлком Трейдинг

Aдрес: 107497, Москва,

Иркутская ул., д.11/17

Тел.: +7 (495) 504 08 65

Факс: +7 (495) 504 08 62

E-mail: sales@velcom�t.ru

Сайт: www.velcom�t.ru

ООО «Вэлком Трейдинг» – поставщик

монтажного и контрольно-измерительно-

го оборудования для линий связи, опти-

ческого и традиционного кабеля, комму-

тационно-распределительных компонен-

тов и расходных материалов – всего то-

го, что необходимо строительным и

эксплутационным компаниям в их каж-

додневной работе.


Адресная книга


OFS


Спиридоньевский пер., 9,

б/ц Марко Поло, офис 315 (OFS)

Тел.: +7 495 202�7659

Факс: +7 495 901�9711

E-mail: [email protected];

[email protected]

Сайт: www.ofsoptics.com

Компания OFS (Optical fiber solutions – Оп-

тико-волоконные решения) – разработчик,

производитель и поставщик оптических во-

локон, оптических кабелей, компонентов и

устройств специальной фотоники для широ-

кого диапазона применений в телекоммуни-

кационной индустрии. OFS, бывшие оптико-

волоконные подразделения Lucent

Technologies, работают на рынке телеком-

муникационной волоконной оптики с момен-

та его зарождения и были первым промыш-

ленным производителем оптоволокна для

телекоммуникаций. Свое новое название

OFS получили после продажи подразделе-

ний волоконной оптики Lucent Technologies

компании Furukawa в 2001 г. Furukawa

Electric Co. является владельцем OFS.

OFS имеет головной офис и головной завод

в г. Норкросс, шт. Джорджия, США, а также

предприятия и офисы в ряде стран, вклю-

чая Россию. В Москве с 2001 г. работает

представительство OFS. В Воронеже в

1998 г. было создано совместное предприя-

тие по производству волоконно-оптических

кабелей «ОФС-Связьстрой-1 Волоконно-оп-

тическая кабельная компания».

ОКС 01, Пластком

Aдрес: Россия, 198323, Санкт�Петербург,

Волхонское шоссе, 115

Тел.: +7 812 380�3901

Факс: +7 812 380�3903


Сайт: www.ocs01.ru

Aдрес: Россия, 198323, Санкт�Петербург,

Волхонское шоссе, 115, литера Ж

Тел.: +7 812 746�1761

Факс: +7 812 746�1140


Сайт: www.plastcom.spb.ru

Группа компаний ЗАО «ОКС 01»и ЗАО «Пластком» это ведущие отечест-венные производители оптических кабе-лей связи (ОК) и защитных пластмассовыхтруб (ЗПТ), предназначенных для строи-тельства ВОЛП.Выпускаемая продукция обладает широ-ким спектром преимуществ, что позволяетнам быть конкурентоспособными на рос-сийском рынке и удовлетворять всевоз-можным требованиям заказчиков (опти-мальность конструкций изделий, совре-менные материалы, высокотехнологичноепроизводство и т.д.).Нашим потребителям предоставляются ус-луги, связанные с консультациями, реко-мендациями при проектировании и строи-тельстве линий связи, а также комплект-ной поставке ОК и ЗПТ с необходимымиаксессуарами и принадлежностями.

ИнститутИнформационных Технологий

Aдрес: Беларусь, 220088, Минск,

Смоленская, 15, офис 907

Тел.: +375 17 294�5972

Факс: +375 17 294�4935


Сайт: www.beliit.com

Компания ИИТ – разработчик и произво-

дитель широкого спектра контрольно-из-

мерительного оборудования для ВОЛС:

систем мониторинга, рефлектометров,

локаторов, тестеров, переговорных уст-

ройств. Отдельным направлением явля-

ется производство сложных приборов

для испытания оптического кабеля при

производстве, а также наукоемких эта-

лонных приборов.

ДЕЛЬТАКОМ


ул. Красноказарменная, д.17

Тел.: +7 495 362�7059

Факс: +7 495 362�7059


Сайт: www.deltakom.ru

ООО «Дельтаком» динамично-развиваю-

щаяся компания, организованная в

2003 г., основными видами деятельности

которой являются:

• производство шнуров оптических сое-

динительных (патчкордов и пигтейлов)

всех типов;

• производство многоволоконных ка-

бельных сборок с любым количеством

волокон;

• производство оптических разветвителей;

• сборка, поставка и продажа оптического

кроссового оборудования;

• 19-дюймовых шкафов и стоек;

• поставка и продажа пассивного и актив-

ного оптического оборудования, монтаж-

но-измерительного оборудования, опти-

ческого кабеля;

• монтаж волоконно-оптических сетей.

Изготавливаем патчкорды и пигтейлы лю-

бой длины с качеством полировки PC,

SPC, UPC, APC и с любым типом коннек-

торов: FC, SC, ST, LС, MTRJ, MU, Е2000.

ЭЛИКС�КАБЕЛЬ

Aдрес: Россия, 143952, Московская обл.,

г. Реутов, ул. Транспортная, влад. 7г

Тел.: +7 495 980�7860 (многокан.),

528�4507, 528�8078

Факс: +7 495 528�8078


Сайт: www.elixcable.ru

Компания «Эликс-Кабель» выпускает

весь спектр кабелей связи – от магист-

ральных волоконно-оптических до мед-

ных кабелей на основе «витой пары» –

для локальных сетей и кабельные ак-

сессуары.

Diamond SA

Aдрес: Via die Patrizi 5

CH�6616 Losone

Switzerland

Тел.: +41 91 785 45 45

Факс: +41 91 785 45 00

E-mail: diamond@diamond�fo.com

Сайт: www.diamond�fo.com

Производство оптоволоконных продуктов,

в том числе: E-2000™, F-3000™ (LC), ST,

DIN, DMI, FC, SC, MU, MPO, MFS, соедини-

тельные панели, внешние, промышленные

и специальные коннекторы. Кроме того,

Fan-out, Break-out, активные и пассивные

компоненты FTTx, гибриды, аттенюаторы,

ограничители и отражатели. Коммутаци-

онные шнуры, инструменты подготовки и

осмотра волокна, оборудование для про-

ведения тестирования и измерений.


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

Световая волна, падающая на границу раз-

дела двух сред, испытывает отражение и

преломление. Из общего курса физики из-

вестны законы отражения и преломления

света: угол падения равен углу отражения

�i = �r, а угол преломления �t связан с углом

падения законом Снеллиуса:

n1 sin�i = n2 sin�t , (1)

где n1, n2 – коэффициенты преломления

сред.

Если свет падает из оптически более плот-

ной среды на границу раздела с оптически

менее плотной средой (n1 � n2), то при не-

котором угле падения угол преломления,

определяемый выражением (1), становится

равным 90� (sin�t = 1).

Угол падения, соответ-

ствующий условию

sin�t = 1, называется

критическим и опреде-

ляется следующим вы-

ражением:

(2)

В этом случае коэффи-

циент отражения от

границы раздела по

мощности равен едини-

це (Rte = 1 и Rtm = 1, ин-

дексы e и m соответ-

ствуют электрической и

магнитной составляю-

щим), а эффект стопро-

центного отражения от

границы с оптически

менее плотной средой

при падении под углом

больше критического на-

зывается полным внутренним отражением

(ПВО). Модуль коэффициента отражения

по амплитуде также равен единице

( r te и r te).

С физической точки зрения это означает,

что бегущей преломленной волны за гра-

ницей раздела не существует. Действи-

тельно, волна поляризации, бегущая

вдоль поверхности раздела сред, движет-

ся при выполнении условий ПВО со ско-

ростью c/(n2 sin�i), которая меньше ско-

рости света c/(n1) в менее плотной среде

(c/(n2 sin�i) � c/(n1) при �i � �icr, c – ско-

рость света в вакууме).

Коэффициент отражения по амплитуде

электрического поля

при углах, больших критического, становит-

ся комплексным и по модулю равным еди-

нице. Иными словами, отражение сопровож-

дается сдвигом фазы отраженной волны на

некоторый угол, зависящий от угла падения

световой волны и от ее поляризации (см.

рис. 1). Различие в величине сдвигов фаз

волн, поляризованных в плоскости падения

(ТМ-волны), и волн, поляризованных ортого-

нально плоскости падения (ТЕ-волны), ста-

новится очень малым при уменьшении �n

до 0,01 (рис. 1в).

Отраженная волна остается в более плотной

среде, но что при этом происходит за грани-

цей раздела, в менее плотной среде? Как

уже было отмечено, в этой среде не сущест-

вует бегущей волны, однако это

не означает, что свет совсем не

проникает за границу раздела

двух сред. Поле во внешней

среде существует и описывает-

ся выражением

��

где , и

k0 – угловая частота и волновой

вектор световой волны соответ-

ственно (/k0 = c).

Как видно из приведенного вы-

ражения, поле во внешней сре-

де убывает экспоненциально.

Определим глубину проникнове-

ния поля во внешнюю среду как

расстояние, на котором поле

убывает в e раз:

xe = 1/(k0n2B).

Зависимость глубины проникно-

Основы ВОЛС

НАРУШЕННОЕ ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ

ОТРАЖЕНИЕ

��

Рис. 1. Зависимость сдвигафазы отраженных ТЕ и ТМволн от угла падения на гра�ницу раздела двух сред. Пока�затель преломления первойсреды n1 = 1,5; показатель

преломления второй среды n2 = 1 (а), 1,4 (б) и 1,49 (в)

— — — —

,

б

а

в


вения световой волны за границу раздела

представлена на рис. 2.

Как видно из рис. 2, глубина проникнове-

ния сильно зависит от отклонения угла па-

дения от критического угла, а также от

разности показателей преломления. При

отклонении от критического угла менее

чем на 1° и разности показателей прелом-

ления менее 0,01 глубина проникновения

превышает 5 мкм.

До сих пор мы рассматривали отражение

света от границы двух полубесконечных

сред. Однако условия отражения могут су-

щественно измениться, если ме-

нее плотная среда ограничена в

направлении оси x, т.е. представ-

ляет собой слой диэлектрика. В

этом случае часть световой волны

проникает через такой слой и про-

ходит в третью среду, в которой

возможно распространение бегу-

щей электромагнитной волны. В

данном случае возникает прошед-

шая волна, а отражение перестает

быть стопроцентным, т.е. полным.

По мере уменьшения толщины слоя с

малым показателем преломления ко-

эффициент пропускания увеличива-

ется. Это наглядно иллюстрируют ре-

зультаты численных расчетов, приве-

денные на рис. 3.

Описанные выше свойства использу-

ются в различных практических за-

дачах. Например, явление нарушенного

ПВО используется для амплитудной моду-

ляции света. Рис. 3 хорошо поясняет рабо-

ту модуляторов: достаточно под действием

внешнего сигнала изменить толщину слоя

диэлектрика, и амплитуда прошедшей све-

товой волны тоже изменится.

Другое практически используемое след-

ствие явления нарушенного ПВО – взаи-

модействие близко расположенных вол-

новодов, или туннельный эффект.

На рис. 4 приведены результаты числен-

ного моделирования туннельного эффек-

та в системе трех связанных волноводов.

Как видно из рисунка, для выбранных па-

раметров волноводов полная перекачка

энергии из центрального волновода в бо-

ковые происходит на расстоянии 7 см, а

на расстоянии 14 см – полная обратная

перекачка энергии из боковых волноводов

в центральный.

Приложение. Формулы для сдвига

фаз при ПВО

Найти величину сдвига фаз можно, если

расширить область применимости извест-

ных формул Френеля [1], считая допусти-

мыми комплексные значения для косину-

са преломленного угла cos�t. Найдем эти

значения, используя закон Снеллиуса:

где .

С учетом комплексности cos�t формулы для

коэффициентов отражения по амплитуде

электрического поля приобретают следую-

щий вид:

Явные выражения для фазовых сдвигов при

ПВО имеют вид:


1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.:

Наука, 1973.

Основы ВОЛС


Рис. 2. Зависимость глубины проник�новения световых волн через границураздела двух сред от угла падения.Показатель преломления первой сре�ды n1 = 1,5; показатели преломления

второй среды n2 = 1 (а), 1,4 (б)

и 1,49 (в); длина волны 1,5 мкм

Рис. 4. Распространение света в сис�теме трех туннельно связанных вол�новодов. Ширина волноводовw = 5 мкм, контраст показателей пре�

ломления �n = 0,01, длина волны из�

лучения = 0,85 мкм, расстояние меж�ду волноводами d = 10 мкм

Рис. 3. Распределение плотностимощности световой волны при от�ражении от слоя диэлектрика. По�казатель преломления первой сре�ды n1 = 1,5; длина волны 1,5 мкм;

угол падения 4°; показатель пре�ломления диэлектрика n2 = 1,496;

а) толщина слоя 10 мкм; б) толщинаслоя 5 мкм; в) толщина слоя 2 мкм

,

а

б

в

lightwave 2007 02

Documents