Aflate într-o continuă creştere, cea mai mare parte a conexiunilor optice realizate în ultimii ani se bazează fibre singlemode. Atât fibrele singlemode cât şi cele multimode sunt împărțite în mai multe clase/categorii respectând standarde bine definite în industrie. Principalele detalii legate de carateristicile celor două tipuri de firă optică a fost discutate în articolul Cablurile de fibră optică multimode şi singlemode.
Specificaţiile diferitelor tipuri şi clase de fibră optică sunt detaliate în standarde stabilite de organizaţii internaţionale. La acestea se adaugă numeroase alte standarde/specificaţii folosite pe piaţa locală.
Terminologie şi clasificare
Organizaţia internaţională responsabilă pentru diferitele standarde în domeniul telecomunicaţiilor pe fibră optică este "International Electrotehnical Comission Tehnical Committee 86 - (IEC TC86)". Aceasta a divizat fibrele singlemode şi multimode după cum urmează:
  • Fibre multimode: A1a, A1b, A1d ..., la rândul lor fiind împărţite în subgrupe : A1a.1 ...,
  • Fibre singlemode: B1, B4, B6 ...
However, more popular markings are based on shorts of the fiber kinds:
  • OM - Optical Multimode
  • OS - Optical Singlemode
Ca exemple sunt: ​​OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2. Specificaţiile parametrilor de transmisie pentru fiecare tip de fibră vor fi prezentate mai pe larg în cele ce urmează.
Înscrisul "OM" a fost adoptat mult mai bine şi mai rapid decât cel "OS". Fibrele optice din categoria singlemode au adoptat nomenclatura introdusă de o altă organizaţie internaţională, respectiv ITU (International Telecommunication Union), mai precis de departamentul însărcinat cu standardizarea soluţiilor pentru telecomunicaţii (ITU-T).
Recomandările ITU-T sunt bine cunoscute în industrie şi din acest motiv foarte folosite.
"Mediul de transmisie şi caracteristicile sistemelor optice" sunt tratate în seriile G.600 G.699 iar fibrele optice în G.650-G659. Fiecare recomandare este specifică unui anumit tip de fibră.
Standarde şi recomandări
Mai jos este prezentat un rezumat al standardelor selectate pentru fibra optică.
Standarde ISO/IEC:
  • IEC 60793 parametrii cablurilor şi fibrelor optice:
    • IEC 60793-2-10 - aplicabile fibrelor optice multimode de tip A1a, A1b şi A1d
    • IEC 60793-2-50 - aplicabile fibrei optice singlemode 9/125 din clasele B1.1, B1.2, B1.3, B2, B4, B5
  • IEC 60794-2 - cerinţe impuse cablurilor de interior
  • IEC 60794-3 - cerinţe impuse cablurilor de exterior
  • ISO/IEC 11801 - prezintă sisteme de cablu pentru telecomunicaţiile de uz general (cablarea structurată), inclusiv câteva dintre interconexiunile ce pot fi realizate între diferitele tipuri şi clase de fibră optică, şi anume clasele OM1 - OM4 cu o lăţime de bandă optică Modală minimă la 850 nm şi clasa OS1 cu o atenuare de maxim 1 dB/km

În tabelul de mai jos este prezentat un sumar al claselor de fibră optică multimode, definite de standardele IEC
Clasă Diametrul miezului [µm]
Lăţime de bandă Modală minină [MHz • km]
OFL* EMB**
850 nm 1300 nm 850 nm
OM1 50 sau 62.5 200 500 -
OM2 50 500 500 -
OM3 50 1500 500 2000
OM4 50 3500 500 4700
OFL* - Over Filled Launch - metodă standard de test a lăţimii de bandă ce presupune ca sursa de lumină (LED) să emită uniform, semnale test pe toate modurile de transmisie a fibrei optice multimode.
EMB** - Effective Modal Bandwidth - lăţimea de bandă Modală efectivă pentru o emisie luminoasă pe centru/offset (sursa laser iluminând o mică porţiune din miezul fibrei).
Dezvoltarea fibrelor optice multimodale se îndreaptă fără doar şi poate în direcţia unor fibre cu o capacitate de transport din ce în ce mai mare. Fibrele optice din clasa OM1 pot atinge rate de transfer de 10 Gbps dar pe distaţe foarte mici (până în 33 de metri) în timp ce clasa OM4 dă posibilitatea unor transferuri de până la 100 Gbps pe distanţe de 150 de metri. Cu toate acestea, ţinând cont de expansiunea din ultimii ani a utilizării fibrei optice singlemode, chiar şi fibrele din clasele OM3 şi OM4 vor fi destul de rar folosite.
Recomandările ITU-T
  • ITU-T G.650.1 şi G.650.2 - definiţii şi metode de test pentru caracteristicile liniare şi deterministice ale cablurilor şi fibrelor optice singlemode,
  • ITU-T G.651.1 - caracteristici ale unei fibre multimode 50/125 µm cu indice optic gradat,
  • ITU-T G.652 - caracteristici ale unui cablu şi fibre optice singlemode (9/125 μm, patru versiuni: A, B, C, D),
  • ITU-T G.653 - caracteristici ale cablului şi fibrei optice singlemode cu dispresie deplasată (DS-SMF),
  • ITU-T G.654 - caracteristici ale cablului şi fibrei optice singlemode cu cut-off deplasat (CS-SMF),
  • ITU-T G.655 - caracteristici ale cablului şi fibrei optice singlemode cu dispersie deplasată non-zero (NZDS-SMF),
  • ITU-T G.656 - caracteristici ale cablului şi fibrei optice singlemode cu non-zero dispersie pentru Transport Optic de bandă largă - Wideband Optical Transport
  • ITU-T G.657 - caracteristici ale fibrei optice singlemode cu atenuare redusă la îndoire şi ale cablului de acces la reţea.
Numărul mare de documente este rezultatul dezvoltării rapide a tehnologiei de comunicare pe fibră optică determinată, în mare parte de cererea tot mai mare pentru conexinui rapide şi de distanţă lungă. Astăzi, fibrele singlemode sunt în general mai ieftine decât cele multimode. Viitorul aparţine acestui tip de fibră, iar singurul loc un se pot întâlni excepţii este sistemul local de comunicare deoarece echipamentele petru fibra singlemode sunt, în genere, mai scumpe.
Recomandările ITU-T sunt mult mai restrictive (defapt mai precis), decât categoriile de performanţă în transport definite de IEC (OS1 şi OS2). De exemplu, specificaţiile impuse de OS2 sunt îndeplinite de către fibrele G.652.C ceea ce înseamnă că fibra G.652.D are performanţe chiar mai bune.
Fibra optică singlemode, cea mai des folosită în marea majoritate a aplicaţiilor, este definită de următoarele standarde:
G.652 - defineşte 4 versiuni (A, B, C, D). Variantele G.525.C şi G.525.D sunt fabricate în tehnologie RWP (Reduced Water Peak), mai exact ZWP (Zero Water Peak) ceea ce permite a fi utilizate pentru transmisia de tip CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) cu lungimi de undă între 1310 nm şi 1550 nm. Clasa G.652.D este dedicată fibrei standard singlemode (Standard Single Mode Fiber - SSMF) utilizată în sistemele de 10 Gbps şi 40 Gbps (datorită disperiei reduse a polarizării modale (singlemode) - PMD). În prezent, acesta este cea mai populară fibră optică.
G.655 - defineşte o fibră optică cu o pantă a disperiei cromatice diferită de zero între valorile 1550 nm şi 1625 nm ale lungimii de undă.
Acest tip de fibră optică se pretează sistemelor de transport pe distanţe lungi, bazate pe tehnologia de transmisie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexed) la 1530 nm şi 1625 nm.
G.656 - fibră optică dedicată sistemelor broadband ce folosesc DWDM şi CWDM, destinată funcţtionării la lungimi de undă de 1460 nm la 1625 nm.
G.657 - fibre optice în care atenuarea de semnal cauzată de curburi ale miezului este mult redusă. Raza minimă de îndoire a fost redusă la 15-5 mm (în funcţie de versiune). Fibrele G.657A sunt compatibile cu cele G.652 în timp ce G.575.B nu oferă o compatibilitate 100% cu celelalte clase de fibră dar, au caracteristici mecanice unice, potrivite pentru instalaţiile cele mai "solicitante".
Cum se pot compara standardele existente și recomandările?
În recomandările ITU-T, de la o versiune la alta, deşi toate au ca bază standardele emise de IEC, se pot întâlni mici diferenţe.
Trebuie menţionată aici o altă organizaţie ce reprezintă o parte considerabilă a industriei de telecomunicaţii - TIA - Telecommunications Industry Association. Activitatea şi documentele emise de această organizaţie se bucură de cel mai mare grad de popularitate, în special, pe teritoriul Statelor Unite ale Americii şi asta deoarece, majoritatea standardelor sunt publicate mult mai devreme aici decât în ​​Europa.
Câteva comparaţii:
Fibre multimode:
OM1 - 62,5/125 - IEC60793-2-10 A1b - TIA 492-AAAA
OM2 - 50/125 - IEC60793-2-10 A1a.1 - G.651.1 - TIA 492-AAAB
OM3 - 50/125 - IEC60793-2-10 A1a.2 - G.651.1 - TIA 492-AAAC
OM4 - 50/125 - IEC60793-2-10 A1a.3 - TIA 492-AAAD
Fibre singlemode:
G.652A, B - 9/125 - IEC60793-2-50 B1.1
G.652C, D - 9/125 - IEC60793-2-50 B1.3
G.655 - 9/125 - IEC60793-2 - 50 B4
G.657A - 9/125 - IEC60793-2-50 B6_a1
G.657B - 9/125 - IEC60793-2-50 B6_a2
Parametrii diverselor modele de fibră optică singlemode
Clasă
G.652.C G.652.D G.655 G.657.A (1)
Parametru
Detalii Valoare
Diametrul câmpului modal Lungime de undă 1310 nm 1310 nm 1550 nm 1310 nm
Gamă de valori nominale 8.6-9.5 μm 8.6-9.5 μm 7-11 μm 8.6-9.5 μm
Toleranţă ±0.6 μm ±0.6 μm ±0.7 μm ±0.4 μm
Diametru cladding
Nominal 125.0 μm 125.0 μm 125.0 μm 125.0 μm
Toleranţă
±0.1 μm ±0.1 μm ±0.1 μm ±0.7 μm
Eroare de concentricitate a miezului Valoare maximă 0.6 μm 0.6 μm 0.8 μm 0.5 μm
Noncircularitate a învelişului optic Valoare maximă 1.0% 1.0% 1.0% 1.0%
Lungimea de undă pentru "cut-off" de cablu Valoare maximă 1260 nm 1260 nm 1450 nm 1260 nm
Atenuare cauzată de fenomenul "macrobend" - curbură vizibilă a fibrei Raza cuburei 30 mm 30 mm 30 mm 30 mm
Numărul de ture
100 100 100 10
Maximă la 1550 nm 0.1dB 0.1dB 0.1dB 0.1 dB
Maximă la 1625 nm - - - 1.0 dB
Rezistenţă mecanică Valoare minimă 0.69 GPa 0.69 GPa 0.69 GPa 0.69 GPa
Coeficient de dispersie cromatică λ0min 1300 nm 1300 nm - 1300 nm
λ0max 1324 nm 1324 nm - 1324 nm
S0max 0.092ps/nm2• km 0.092ps/nm2• km - 0.092ps/nm2• km
Coeficient de atenuare* Maxim între 1310-1625 nm 0.4 dB/km 0.4 dB/km - 0.4 dB/km
Maxim la 1383±3 nm 0.4 dB/km 0.4 dB/km 0.4 dB/km -
Maxim la 1550 nm 0.3 dB/km 0.3 dB/km 0.35 dB/km 0.3 dB/km
Maxim la 1625 nm - - 0.4 dB/km -
Coeficient PMD M 20 de secţiuni 20 de secţiuni 20 de secţiuni 20 de secţiuni
Q 0.01% 0.01% 0.01% 0.01%
Valoare maximă PMDQ 0.5 ps/√km 0.20 ps/√km 0.20 ps/√km 0.20 ps/√km
** Se recomandă determinarea coneficientului de atenuare numai pentru secţiuni lungi de fibră (adică, nu ar trebui măsurat şi pentru cabluri de tip patchcord).
Cel mai frecvent folosită fibră optică în sistemele din ziua de azi este cea aparţinând clasei G.652.D, datorită versatilităţii în implemntare şi, bineînţeles a preţului . Unele standarde, cum ar fi G.653, au încetat rapid să mai fie utilizate, ca urmare a costurilor de implementare şi limitările impuse de proprietăţile fizice ale fibrelor.