1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 "Кабельные изделия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 октября 2018 г. N 707-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60793-2-10:2017 "Волокна оптические. Часть 2-10. Технические требования к изделию. Групповые технические требования к многомодовым оптическим волокнам категории A1" (IEC 60793-2-10:2017 "Optical fibres - Part 2-10: Product specifications - Sectional specification for category A1 multimode fibres", IDT).

Международный стандарт МЭК 60793-2-10:2017 разработан подкомитетом 86A "Волокна и кабели" Технического комитета ТК 86 "Волоконная оптика" Международной электротехнической комиссии (МЭК).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4 , могут являться объектами патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ( www.gost.ru )

Настоящий стандарт распространяется на многомодовые оптические волокна (далее - ОВ) подкатегорий A1a, A1b и A1d. Данные ОВ используют в составе оборудования для передачи информации и в волоконно-оптических кабелях.

ОВ подкатегории A1a - это градиентное ОВ с типоразмером 50/125 мкм. Конструктивные исполнения ОВ A1a.1, A1a.2, A1a.3 и A1a.4 установлены в соответствии с четырьмя градациями коэффициента широкополосности. Для каждой из этих градаций установлены два уровня требований к характеристикам ОВ по значению оптических потерь при макроизгибах, которые различаются суффиксами "a" или "b". Конструктивные исполнения с суффиксом "a" соответствуют традиционным значениям оптических потерь ОВ при макроизгибах. Конструктивные исполнения с суффиксом "b" соответствуют улучшенным значениям оптических потерь ОВ при макроизгибах (т.е. более низким потерям). Конструктивное исполнение ОВ A1a.4 поддерживает одноволновые или многоволновые системы передачи в области длин волн от 850 до 950 нм.

Подкатегория A1b относится к градиентному ОВ с типоразмером 62,5/125 мкм, а подкатегория A1d - к градиентному ОВ с типоразмером 100/140 мкм.

Данные ОВ могут быть использованы в следующих случаях, но не ограничены ими: в высокоскоростных линиях малой протяженности в телефонии, в распределительных сетях и местных сетях, по которым передаются данные, голосовые и/или видео/сообщения; в инсталляциях внутри и снаружи зданий, включая центры данных, локальные сети (LANs), сети хранения данных (SANs), офисные телефонные станции (PBXs), видеооборудование, в разнообразном мультиплексном оборудовании, в наружных участках кабелей связи и других подобных случаях.

К данным ОВ предъявляют следующие требования:

- общие требования в соответствии с МЭК 60793-2;

- особые требования, общие для многомодовых ОВ категории A1, приведенные в разделе 5 ;

- конкретные требования, применимые к отдельным подкатегориям и конструктивным исполнениям ОВ или специфическим областям их применения, которые приведены в обязательных приложениях, содержащих технические требования к семейству ОВ.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание, для недатированных - последнее издание ссылочного стандарта, включая все изменения и поправки к нему:

IEC 60793-1-20, Optical fibres - Part 1-20: Measurement methods and test procedures - Fibre geometry (Волокна оптические. Часть 1-20. Методы измерений и проведение испытаний. Геометрия волокна)

IEC 60793-1-21, Optical fibres - Part 1-21: Measurement methods and test procedures - Coating geometry (Волокна оптические. Часть 1-21. Методы измерений и проведение испытаний. Геометрия покрытия)

IEC 60793-1-22, Optical fibres - Part 1-22: Measurement methods and test procedures - Length measurement (Волокна оптические. Часть 1-22. Методы измерений и проведение испытаний. Измерение длины)

IEC 60793-1-30, Optical fibres - Part 1-30: Measurement methods and test procedures - Fibre proof test (Волокна оптические. Часть 1-30. Методы измерений и проведение испытаний. Определение прочности оптического волокна)

IEC 60793-1-31, Optical fibres - Part 1-31: Measurement methods and test procedures - Tensile strength (Волокна оптические. Часть 1-31. Методы измерений и проведение испытаний. Прочность при разрыве)

IEC 60793-1-32, Optical fibres - Part 1-32: Measurement methods and test procedures - Coating strippability (Волокна оптические. Часть 1-32. Методы измерений и проведение испытаний. Снятие защитного покрытия)

IEC 60793-1-33, Optical fibres - Part 1-33: Measurement methods and test procedures - Stress corrosion susceptibility (Волокна оптические. Часть 1-33. Методы измерений и проведение испытаний. Усталостная прочность)

IEC 60793-1-34, Optical fibres - Part 1-34: Measurement methods and test procedures - Fibre curl (Волокна оптические. Часть 1-34. Методы измерений и проведение испытаний. Определение собственного изгиба волокна)

IEC 60793-1-40, Optical fibres - Part 1-40: Measurement methods and test procedures - Attenuation (Волокна оптические. Часть 1-40. Методы измерений и проведение испытаний. Затухание)

IEC 60793-1-41, Optical fibres - Part 1-41: Measurement methods and test procedures - Bandwidth (Волокна оптические. Часть 1-41. Методы измерений и проведение испытаний. Ширина полосы пропускания)

IEC 60793-1-42, Optical fibres - Part 1-42: Measurement methods and test procedures - Chromatic dispersion (Волокна оптические. Часть 1-42. Методы измерений и проведение испытаний. Хроматическая дисперсия)

IEC 60793-1-43, Optical fibres - Part 1-43: Measurement methods and test procedures - Numerical aperture measurement (Волокна оптические. Часть 1-43. Методы измерений и проведение испытаний. Измерение числовой апертуры)

IEC 60793-1-46, Optical fibres - Part 1-46: Measurement methods and test procedures - Monitoring of changes in optical transmittance (Волокна оптические. Часть 1-46. Методы измерений и проведение испытаний. Контроль изменений затухания)

IEC 60793-1-47, Optical fibres - Part 1-47: Measurement methods and test procedures - Macrobending loss (Волокна оптические. Часть 1-47. Методы измерений и проведение испытаний. Потери при макроизгибах)

IEC 60793-1-49, Optical fibres - Part 1-49: Measurement methods and test procedures - Differential mode delay (Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод)

IEC 60793-1-50, Optical fibres - Part 1-50: Measurement methods and test procedures - Damp heat (steady state) tests [Волокна оптические. Часть 1-50. Методы измерений и проведение испытаний. Испытания влажным теплом (установившийся режим)]

IEC 60793-1-51, Optical fibres - Part 1-51: Measurement methods and test procedures - Dry heat (steady state) tests [Волокна оптические. Часть 1-51. Методы измерений и проведение испытаний. Испытания сухим теплом (установившийся режим)]

IEC 60793-1-52, Optical fibres - Part 1-52: Measurement methods and test procedures - Change of temperature tests (Волокна оптические. Часть 1-52. Методы измерений и проведение испытаний. Испытания на воздействие смены температуры)

IEC 60793-1-53, Optical fibres - Part 1-53: Measurement methods and test procedures - Water immersion tests (Волокна оптические. Часть 1-53: Методы измерений и проведение испытаний. Стойкость к воздействию воды)

IEC 60793-2:2015, Optical fibres - Part 2: Product specifications - General (Волокна оптические. Часть 2. Технические требования к изделию. Общие положения)

IEC 61280-4-1:2009, Fibre-optic communication subsystem test - Part 4-1: Installed cable plant - Multimode attenuation measurement (Метод испытаний подсистем волоконно-оптической линии передач. Часть 4-1. Смонтированный кабельный участок. Измерение затухания многомодового оптического волокна)

В настоящем стандарте не указаны термины и определения, а используются терминологические базы данных, которыми занимаются Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК).

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

CPR - коэффициент удвоенной мощности (coupled power ratio);

DMD - дифференциальная задержка мод (differential mode delay);

EF - радиальное распределение мощности (encircled flux);

EMB - эффективный коэффициент широкополосности (effective modal bandwidth);

EMBc - расчетный эффективный коэффициент широкополосности (calculated effective modal bandwidth);

LAN - локальная сеть (local area network);

MMF - многомодовое ОВ (multimode fibre);

NA - числовая апертура (numerical aperture);

OFL - насыщающее возбуждение ОВ (overfilled launch);

OMBc - значение коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении ОВ, рассчитанное из дифференциальной задержки мод (известно также как OFLc) (overfilled launch modal bandwidth calculated from differential mode delay);

PBX - офисная телефонная станция (private branch exchange);

PMD - зависимый от физической среды (physical medium dependent);

ROFL - радиальное насыщающее возбуждение (radial overfilled launch);

SAN - сеть хранения данных (storage area network).

ОВ состоит из сердцевины с градиентным профилем показателя преломления и оболочки, выполненных из кварцевого стекла в соответствии с МЭК 60793-2:2015 (подраздел 5.1).

Термин "стекло", как правило, используют для материалов, состоящих из неметаллических оксидов.

Геометрические характеристики и методы измерений приведены в таблице 1 .

Общие требования для всех ОВ категории A1 приведены в таблице 2 .

В таблице 3 приведены дополнительные характеристики, которые будут установлены в технических требованиях к каждой подкатегории ОВ.

Механические характеристики и методы измерений (испытаний) приведены в таблице 4 .

Общие требования для всех ОВ категории A1 приведены в таблице 5 .

Передаточные характеристики и методы измерений приведены в таблице 6 .

В таблице 7 приведены дополнительные характеристики, которые должны быть установлены в технических требованиях к каждой подкатегории ОВ.

Соответствие хроматической дисперсии техническим требованиям может быть подтверждено соответствием технических требований к числовой апертуре для ОВ категории A1.

Для коэффициента затухания и коэффициента широкополосности в технических требованиях к подкатегории ОВ могут быть указаны диапазоны точных значений вместо фиксированных предельных значений. В этом случае действительные значения максимального коэффициента затухания и минимального коэффициента широкополосности на длинах волн 850 и 1300 нм (или на одной из этих длин волн) устанавливают по согласованию между изготовителем и заказчиком (потребителем). Для коммерческих целей коэффициент широкополосности линейно нормируют для длины 1 км.

В приложении H (таблица H.1) приведено несколько примеров кабельных сетей, установленных международными стандартами, в которых используют ОВ категории A1, а в таблице H.2 указаны перекрестные ссылки между категориями ОВ, используемые в кабельных сетях в соответствии с ИСО/МЭК 11801-1, и ОВ подкатегорий A1a и A1b в соответствии с настоящим стандартом.

Указанные максимальные значения затухания применимы к ОВ, не входящим в состав кабеля; для максимальных значений затухания ОВ в составе кабеля сделана ссылка на МЭК 60794-1-1, который можно применять вместе с настоящим стандартом.

Замечания в части технических требований к коэффициенту широкополосности включают следующее:

- необходимо быть внимательным при формировании технических требований для коэффициента широкополосности для двух значений длины волны;

- для ОВ категории A1 коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм может быть сопоставлен с коэффициентом широкополосности на длине волны 1300 нм, например, как показано на рисунке 1 , в зависимости от характеристики профиля показателя преломления g по МЭК 60793-2:2015 (подраздел 5.1) (аналогичные рисунки приведены в [26] , с. 50 и [27] , с. 255). Затененная область под кривой на рисунке 1 может быть определена как двойная область окна. В этой области зоны X , Y и Z являются примерами того, каким образом изготовитель может делать выбор в целях оптимизации процесса. В данном примере производственный контроль осуществляют на длинах волн 850, 1300 нм или между этими двумя значениями.

Вследствие этой оптимизации производственного процесса возникнут комбинации коэффициента широкополосности, которые невозможны (т.к. находятся за пределами затененной области).

5.5.1 Общие положения

Испытания на стойкость к воздействию внешних факторов и методы измерений характеризуются следующим:

- соответствующие характеристики воздействия внешних факторов и порядок проведения испытаний приведены в таблице 8 ;

- измерения значений конкретных механической или передаточной характеристик, которые могут меняться при воздействии внешних факторов, приведены в таблице 9 .

Данные испытания, как правило, проводят периодически в объеме типовых испытаний для конструкции ОВ и покрытия. При отсутствии указаний период восстановления, допускаемый между прекращением воздействия внешнего фактора и началом проведения измерения характеристики ОВ, должен соответствовать указанному в конкретном методе испытания на воздействие внешнего фактора.

5.5.2 Требования к механическим характеристикам с учетом воздействия внешних факторов (общие для всех ОВ категории A1)

5.5.2.1 Общие положения

На практике данные требования являются более жесткими по сравнению с требованиями стойкости при воздействии внешних факторов среды, приведенными в таблице 8 .

В таблицах 10 - 12 приведены соответственно значения усилия снятия покрытия, прочности при разрыве и усталостной прочности.

5.5.2.2 Усилие снятия покрытия

Значения характеристик проверяют после прекращения воздействия на ОВ конкретного внешнего фактора.

5.5.2.3 Прочность при разрыве

Значение характеристики проверяют после прекращения воздействия на ОВ конкретного внешнего фактора.

5.5.2.4 Усталостная прочность

Значение характеристики проверяют после прекращения воздействия на ОВ конкретного внешнего фактора.

5.5.3 Требования к передаточным характеристикам с учетом воздействия внешних факторов

Изменение затухания, начиная от начального значения, должно быть менее значений, приведенных в таблице 13 . Затухание измеряют периодически в течение всего времени воздействия и после прекращения воздействия каждого внешнего фактора.

A.1 Общие положения

Настоящее приложение содержит требования, применимые только к ОВ подкатегории A1a. В столбце "Ссылка" указан номер подраздела основного текста настоящего стандарта, в котором приведены общие требования для конкретной характеристики. В столбце "Ссылка" также указаны другие приложения, в которых приведена соответствующая информация по конкретной характеристике. Соответствующие сноски основного текста настоящего стандарта не повторяются, а отмечены верхним индексом "ss".

ОВ подкатегории A1a - это градиентное ОВ с соотношением диаметров "сердцевина/оболочка", равным 50/125 мкм. Четыре градации коэффициента широкополосности определены как конструктивные исполнения A1a.1, A1a.2, A1a.3 и A1a.4. Для всех этих градаций определены детальные требования с использованием метрик насыщаемой полосы пропускания, в то время как для конструктивных исполнений A1a.2, A1a.3 и A1a.4 также применены метрики дифференциальной задержки мод для определения характеристик при возбуждении ОВ оптимизированным лазером с длиной волны около 850 нм.

Кроме того, для конструктивного исполнения A1a.4 определены метрики для насыщаемой модовой ширины полосы пропускания и дифференциальной задержки мод на длине волны 953 нм для определения характеристик при возбуждении ОВ оптимизированным лазером с длиной волны в области от 850 до 950 нм. A1a.2 соответствует техническим требованиям A1a.1, A1a.3 - техническим требованиям A1a.2, A1a.4 - техническим требованиям A1a.3.

Для ОВ A1a.1, A1a.2, A1a.3 и A1a.4 определены требования для двух уровней характеристик при наличии потерь при макроизгибах, которые различаются суффиксами "a" или "b". Градации с суффиксом "a" (т.е. A1a.1a, A1a.2a, A1a.3a, A1a.4a) соответствуют традиционным уровням характеристик ОВ при наличии потерь при макроизгибах. Градации с суффиксом "b" (т.е. A1a.1b, A1a.2b, A1a.3b и A1a.4b) соответствуют уровням с улучшенными характеристиками ОВ при наличии потерь при макроизгибах (т.е. более низкие потери).

Номенклатура для ОВ подкатегории A1a устанавливает кодовую иерархию, допускающую обозначение ОВ с повышенной степенью определенности. Например, заказ на ОВ A1a может быть выполнен при применении любого из конструктивных исполнений, указанных в приложении A, в то время как заказ на ОВ A1a.2 - при применении конструктивного исполнения A1a.2a и A1a.2b. В результате в тех случаях, когда технические требования и описания применимы ко всем конструктивным исполнениям на нижних иерархических уровнях, указывают только общее основание.

Требования к размерам, механическим характеристикам и стойкости к воздействию внешних факторов являются общими для всех ОВ подкатегории A1a и приведены в таблицах A.1 , A.2 . Общие и различающиеся требования к передаточным характеристикам представлены в таблице A.3 .

A.2 Требования к геометрическим характеристикам

В таблице A.1 приведены требования к геометрическим характеристикам ОВ подкатегории A1a.

A.3 Требования к механическим характеристикам

В таблице A.2 приведены требования к механическим характеристикам ОВ подкатегории A1a.

A.4 Требования к передаточным характеристикам

В таблице A.3 приведены требования к передаточным характеристикам ОВ подкатегории A1a.

A.5 Требования стойкости к воздействию внешних факторов

Требования должны соответствовать 5.5 .

B.1 Общие положения

Настоящее приложение содержит требования, применимые только к ОВ подкатегории A1b. В столбце "Ссылка" указан номер подраздела основного текста настоящего стандарта, в котором приведены общие требования для конкретной характеристики. Соответствующие сноски из основного текста настоящего стандарта не повторяются, а отмечены верхним индексом "ss".

ОВ подкатегории A1b - это градиентное ОВ с соотношением диаметров "сердцевина/оболочка", равным 62,5/125 мкм.

B.2 Требования к геометрическим характеристикам

В таблице B.1 приведены требования к геометрическим характеристикам ОВ подкатегории A1b.

B . 3 Требования к механическим характеристикам

В таблице B.2 приведены требования к механическим характеристикам ОВ подкатегории A1b.

B.4 Требования к передаточным характеристикам

В таблице B.3 приведены требования к передаточным характеристикам ОВ подкатегории A1b.

B.5 Требования стойкости к воздействию внешних факторов

Требования должны соответствовать 5.5 .

C.1 Общие положения

Настоящее приложение содержит требования, применимые только к ОВ подкатегории A1d. В столбце "Ссылка" указан номер подраздела основного текста настоящего стандарта, в котором приведены общие требования для конкретной характеристики. Соответствующие сноски из основного текста настоящего стандарта не повторяются, а отмечены верхним индексом "ss".

ОВ подкатегории A1d - это градиентное ОВ с соотношением диаметров "сердцевина/оболочка", равным 100/140 мкм.

C.2 Требования к геометрическим характеристикам

В таблице C.1 приведены требования к геометрическим характеристикам ОВ подкатегории A1d.

C.3 Требования к механическим характеристикам

В таблице C.2 приведены требования к механическим характеристикам ОВ подкатегории A1d.

C.4 Требования к передаточным характеристикам

В таблице C.3 приведены требования к передаточным характеристикам ОВ подкатегории A1d.

C.5 Требования стойкости к воздействию внешних факторов

Требования должны соответствовать 5.5 .

D.1 Требования к DMD для ОВ A1a.2

D.1.1 Общие положения

ОВ конструктивного исполнения A1a.2, выбранные с использованием метода измерения модовой ширины полосы пропускания многомодового ОВ на основании дифференциальной задержки мод DMD, измеренной с помощью установки маски, пропускающей возбуждаемое источником оптического излучения световое пятно (метод DMD-маски), должны соответствовать требованиям D.1.2 и D.1.3 . Предельные значения радиальной координаты R _INNER и R _OUTER установлены для источников излучения, соответствующих требованиям раздела E.4 .

Информация, относящаяся к эффективному коэффициенту широкополосности (EMB), приведена в приложении E .

D.1.2 DMD-шаблоны

ОВ A1a.2 должны соответствовать по меньшей мере одному из шести шаблонов, приведенных в таблице D.1 , каждый из которых включает требования к внутренней и внешней маске, при измерении по МЭК 60793-1-49.

Требования к DMD в D.1.2 приведены на рисунке D.1 . На этом рисунке допустимое значение DMD, измеренное по МЭК 60793-1-49, нанесено на график в зависимости от положения радиального сдвига одномодового зондирующего светового пятна.

Существует компромисс между степенью сжатия светового пятна во внутренней и внешней масках для получения достаточного количества энергии сигнала от источников излучения (с учетом технических характеристик ввода оптического излучения) в течение требуемого промежутка времени (определяемого скоростью передачи передающей системы).

Характерная особенность "смещения" внутренней маски внутри внешней маски показана на рисунке D.1 . На этом рисунке внутренняя маска (от 5 до 18 мкм) может быть расположена вертикально (по шкале времени) в любом месте в пределах внешней маски (от 0 до 23 мкм). Величина DMD более строго ограничена по внутренней маске с целью допущения более широких допусков во внешней маске, предполагая улучшенную возможность производства ОВ, соответствующего этому требованию. В случае маски 0,33 пс/м требование не меняется по всему интервалу от 0 до 23 мкм ("плоская" маска).

МЭК 60793-1-49 можно использовать для получения минимального значения коэффициента широкополосности при использовании источников, удовлетворяющих соответствующим ограничениям. При совпадении требований к условиям возбуждения, относящихся к источникам излучения, и значению DMD ОВ может быть достигнут баланс между допусками характеристик ОВ и источником излучения. Тщательно проведенные исследования с использованием ОВ нескольких производителей, разных видов ОВ и лазерных источников излучения и проведение всестороннего и детального моделирования демонстрируют, что вышеуказанные согласования технических требований, предъявляемых к ОВ и источникам излучения, позволяют достичь минимального эффективного значения коэффициента широкополосности изделия 2000 МГц·км.

Использование шаблона по значениям DMD позволяет достичь компромисса между характеристиками источника излучения и ОВ. При ограничении кругового светового потока источника излучения для радиуса 4,5 мкм модами наименьшего порядка в ОВ переносится очень мало энергии, позволяя расширенные допуски для модовой структуры, возбуждаемой при малых радиусах. При ограничении кругового светового потока источника излучения для радиуса 19 мкм модами наивысшего порядка в ОВ переносится очень мало энергии, позволяя расширенные допуски для модовой структуры, возбуждаемой при больших радиусах.

D.1.3 Интервальные маски DMD

Значение DMD ОВ конструктивного исполнения A1a.2 не должно превышать 0,25 пс/м для любых интервалов радиального сдвига, указанных в таблице D.2 .

Интервальные маски позволяют исключить ОВ, имеющие DMD, которое изменяется слишком быстро в малых радиальных интервалах. ОВ, проходящие через этот фильтр, имеют меньшую межсимвольную интерференцию в отличие от ОВ, в этот фильтр не проходящих.

D.2 Требования к EMB _c ОВ A1a.2

D.2.1 Общие требования

ОВ A1a.2, выбранные с использованием метода EMB _c , должны соответствовать требованиям D.2.2 .

D.2.2 Расчетный эффективный коэффициент широкополосности

Формы DMD оптических импульсов могут быть оценены при помощи набора распределений возбуждения с целью определения соответствующего набора значений EMB _c . Минимальный EMB _c в пределах этого набора значений должен соответствовать требованию уравнения

где минимальный EMB _c определяют из комплексной передаточной функции, как указано в МЭК 60793-1-49, с использованием весовых коэффициентов, приведенных в таблице D.3 .

Примечания

1 Минимальный EMB _c - это характеристика ОВ, ее значение может быть не оптимальным для использования в моделях системы. В приложении E указана информация, касающаяся соответствующей характеристики системы, называемой эффективным коэффициентом широкополосности EMB.

2 В приложении F приведено дополнительное разъяснение номенклатуры коэффициентов широкополосности.

Весовые коэффициенты в таблице D.3 указаны для DMD, измеренного для радиальных интервалов в 1 мкм, начиная от центра сердцевины ( r = 0) для десяти моделируемых лазеров с радиальным распределением мощности EF, которые соответствуют показателям десяти действительных лазеров. Весовые коэффициенты DMD в таблице D.3 относятся к источникам, соответствующим техническим требованиям, указанным в разделе E.4 .

D.3 Требования к DMD ОВ A1a.3

D.3.1 Общие положения

ОВ A1a.3, выбранные с использованием метода DMD-маски, должны соответствовать требованиям D.3.2 и D.3.3 . В D.1 приведено обоснование такого выбора. Предельные значения радиальной координаты R _INNER и R _OUTER установлены для передатчиков, соответствующих требованиям E.4 .

Информация, относящаяся к эффективному коэффициенту широкополосности EMB, приведена в приложении E .

D.3.2 DMD-шаблоны

ОВ A1a.3 должны соответствовать по меньшей мере одному из шести шаблонов, приведенных в таблице D.4 , каждый из которых включает требования к внутренней и внешней маске, при измерении по МЭК 60793-1-49.

D.3.3 Интервальные маски DMD

Значение DMD ОВ A1a.3 не должно превышать 0,11 пс/м для любых интервалов радиального сдвига, указанных в таблице D.5 , при измерении по МЭК 60793-1-49.

D.4 Требования к EMB _c для ОВ A1a.3

D.4.1 Общие положения

ОВ A1a.3, выбранные с использованием метода EMB _c , должны соответствовать требованиям D.4.2 . В D.2.2 во вводном тексте к таблице D.3 приведено обоснование такого выбора.

D.4.2 Расчетный эффективный коэффициент широкополосности (EMB _c )

С целью определения соответствующего набора значений EMB _c , весовые коэффициенты для DMD-форм оптических импульсов определяют по набору распределений возбуждения. Минимальный EMB _c в пределах этого набора значений должен соответствовать требованию уравнения:

где минимальный EMB _c определяют из комплексной передаточной функции по МЭК 60793-1-49, с использованием весовых коэффициентов, приведенных в таблице D.3 .

D.5 Требования к коэффициенту широкополосности для ОВ конструктивного исполнения A1a.4

D.5.1 Общие положения

ОВ A1a.4 должны соответствовать требованиям D.5.2 и D.5.3 . В D.2.2 во вводном тексте к таблице D.3 приведено обоснование такого выбора.

D.5.2 Расчетный эффективный коэффициент широкополосности

DMD-формы оптических импульсов могут быть оценены при помощи набора распределений возбуждения с целью определения соответствующего набора значений EMB _c . Минимальный EMB _c в пределах этого набора значений должен соответствовать требованиям уравнений:

где минимальный EMB _c определяют из комплексной передаточной функции по МЭК 60793-1-49 с использованием весовых коэффициентов, приведенных в таблице D.3 .

D.5.3 Расчетный коэффициент широкополосности при насыщающем возбуждении ОВ OMB _c

С целью определения соответствующего значения OMB _c на длинах волн 850 и 953 нм весовые коэффициенты для DMD-форм оптических импульсов определяют по таблице D.6 по распределению возбуждения. Весовые коэффициенты, указанные в таблице D.6 , соответствуют приведенным в МЭК 60793-1-41 для метода C.

E.1 Общая информация

При использовании многомодового ОВ совместно с лазерными передатчиками ширина полосы пропускания данной комбинации может изменяться в широком диапазоне в зависимости от модовой структуры лазеров, структуры задержки мод ОВ, сопряжения лазера и мод ОВ. Коэффициент широкополосности - это ширина полосы пропускания импульсной характеристики по уровню -3 дБ, порождаемой задержками мод конкретного ОВ, скорректированных весовыми коэффициентами распределения мощности мод, возбуждаемых конкретным лазером. Для получения устойчивого оценочного значения ширины полосы пропускания в том случае, если импульсная характеристика не имеет Гауссового распределения, ширина полосы по уровню 3 дБ заменяется экстраполяцией ширины полосы по уровню 1,5 дБ.

Знание модовой структуры ОВ, как указано в МЭК 60793-1-49, позволяет нижний предел разместить в диапазоне значений ширины полосы пропускания, который будет задействован при использовании указанного ОВ с разными лазерными передатчиками. При использовании методики минимального EMB _c , рассмотренной в E.3 , исследуется ОВ с 10 моделируемыми лазерами с применением распределения наблюдаемой модовой мощности. Комплект из 10 моделируемых лазеров считается консервативным по сравнению с лазерами, представленными на телекоммуникационном рынке, но имеющими более ограниченные возможности по сравнению с комплектом теоретических лазеров в исходной модели ассоциации TIA, показанной на рисунке E.2 [11] . У выбранных лазеров наблюдается разнообразие характеристик распределения мощности связанных мод: одни с мощностью, более сконцентрированной в модах нижнего порядка, вторые с мощностью, более сконцентрированной в модах верхнего порядка, и третьи с концентрацией мощности как в модах нижнего, так и верхнего порядка.

При использовании лазеров, которые ассоциируются, главным образом, с модами, имеющими вполне определенные задержки, можно получить минимальное значение коэффициента широкополосности. Измерение условий возбуждения многомодового ОВ лазерными источниками излучения может быть выполнено в соответствии с МЭК 61280-1-4 [15] . Выбранные надлежащим образом технические требования к условиям возбуждения могут ограничить моды ОВ теми используемыми передатчиками модами, которые имеют ограниченные дифференциальные задержки.

Минимальное значение произведения коэффициента широкополосности на длину изделия может быть достигнуто путем совместного использования источника излучения, соответствующего техническим требованиям, приведенным в E.4 , и ОВ с диаметром сердцевины 50 мкм, соответствующего техническим требованиям приложения D .

E.2 Требования к системе

E.2.1 ОВ подкатегорий A1a.2 и A1a.3

Информация указана в разделе E.3 .

E.2.2 ОВ подкатегории A1a.4

Технические требования к ОВ для систем высокоскоростной передачи данных разработаны с использованием моделей линий передачи [28] . Модели линий передачи со скоростью 10 и 25 Гбит/с построены на основе модели линии передачи со скоростью 1 Гбит/с [28] , к которой предъявляются как требование штрафа при наличии положительного запаса мощности, так и требование, чтобы значение межсимвольной интерференции (ISI) было менее чем 3,6 дБ.

Технические требования к ОВ подкатегории A1a.4 разработаны с использованием моделей линии передачи согласно IEEE 100GBASE-SR4 (пример - линия передачи на многомодовом ОВ, файл MMF.xls [24] ) и модель оптической линии передачи Fibre Channel 32GFS (файл T11-12-376v0.xlsx [25] ). Модели линии передачи использованы для определения требований к ширине полосы пропускания в диапазоне длин волн от 840 до 953 нм. В этих моделях значения длин волн изменялись в данном диапазоне. В моделях линий передачи параметры дисперсии U ₀ (длина волны нулевой дисперсии) и S ₀ (коэффициент наклона при нулевой дисперсии) скорректированы на новые значения 1328 нм и 0,093477 пс/нм ² ·км на основании результатов межлабораторного сличения, в соответствии с которым требование к коэффициенту затухания ОВ в составе кабеля изменено с 3,5 на 3,0 дБ/км. Обе модели линии передачи ограничены по величине запаса в диапазоне длин волн от 840 до 953 нм (в отличие от модели 10GBASE-S [13] по IEEE P802.3ae, используемой для ОВ типа OM3, в которой значение межсимвольной интерференции менее или равно 3,6 дБ), и коэффициент EMB в модели линии передачи скорректирован для обеспечения запаса, равного 0,000 дБ. В процессе формирования технических требований к коэффициенту EMB решено использовать модель линии передачи 32GFC с нулевым запасом, так как требования к коэффициенту EMB для этой модели линии более строгие, чем предъявляемые для модели линии передачи 100GBASE-SR4 (т.е. требования к широкополосности выбраны таким образом, чтобы соответствовать требованиям, предъявленным к обеим моделям линий передачи). Нормативными техническими требованиями установлены следующие значения для коэффициента EMB: 4700 МГц·км на длине волны 850 нм и 2470 МГц·км на длине волны 953 нм. Эти значения обозначены кругами на рисунке E.1 . При выполнении этих требований прогнозируемое значение коэффициента EMB для наихудшего случая совпадает или превосходит системные требования, как указано в E.3 .

E.3 Эффективный коэффициент широкополосности EMB

Во время разработки ОВ конструктивного исполнения A1a.2 применен метод детального моделирования во временной области (метод Монте-Карло) для определения способности разных DMD-масок и предлагаемых весовых коэффициентов DMD растрирования характеристик источника излучения в соответствии с техническими требованиями E.4 [1] - [12] . Предлагаемые весовые коэффициенты выбраны с учетом их способности соответствовать ОВ, не приводя к тому, чтобы межсимвольная интерференция ISI не превышала указанное значение более, чем на 0,5% [11] . Конкретное значение ISI установлено посредством электронной таблицы расчета бюджета мощности по IEEE 802.3ae [13] с учетом эффектов времени нарастания импульса источника излучения, ширины полосы пропускания источника излучения и ОВ с коэффициентом широкополосности 2000 МГц·км. Таким образом, посредством использования метода моделирования Монте-Карло ОВ конструктивного исполнения A1a.2 обеспечивают минимальное значение коэффициента EMB, равное 2000 МГц·км.

Минимальное значение коэффициента EMB согласуется с электронной таблицей расчета бюджета линии передачи, приведенной в IEEE 802.3ae. Особую значимость имеет тот факт, что в электронной таблице искажение ISI моделируется Гауссовым распределением формы сигнала для источника излучения и выходов ОВ. В соответствии с результатами моделирования по методу Монте-Карло для ОВ, удовлетворяющими требованиям, соотношение в электронной таблице между ISI и минимальным коэффициентом широкополосности ОВ пессимистичное. Таким образом, при расчете коэффициента EMB исходя из весовых коэффициентов DMD следует предусматривать коэффициент 1,13 для приведения в соответствие требованиям к ОВ, разработанным с использованием метода Монте-Карло во временной области, и данных электронной таблицы согласно уравнению

Значение EMB, полученное по уравнению (E.1) , также применимо к моделям линии передачи типа Fibre Channel. При использовании других моделей может потребоваться применение других значений EMB.

ОВ, удовлетворяющие требованиям D.3 и D.4 (т.е. для ОВ подкатегории A1a.3), имеют минимальный коэффициент широкополосности на длине волны 850 нм, который в 2,35 раза более минимального коэффициента широкополосности ОВ, удовлетворяющих требованиям D.1 и D.2 (т.е. для ОВ подкатегории A1a.2). По существу, минимальное значение EMB этих ОВ также в 2,35 раз более при том же бюджете линии передачи в электронной таблице как согласно уравнению

Системные характеристики, полученные для реальных ОВ и лазерных источников, подтверждают это соотношение [17] - [19] .

ОВ, удовлетворяющие требованиям D.5 (т.е. ОВ подкатегории A1a.4), имеют EMB, определяемый по уравнениям (E.3) , (E.4) и (E.5) , которые описывают три прямых сегмента кривой: a) от 840 до 850 нм, b) от 850 до 930 нм, c) от 930 до 953 нм. Единица измерения EMB в трех уравнениях - МГц·км:

Уравнения (E.3) , (E.4) и (E.5) описывают три прямых сегмента между минимальным значением EMB, указанным для модели линии передачи 32GFC на длине волны 840 нм, и двумя минимальными значениями EMB при измерении на номинальных значениях длин волн 850 и 953 нм. Уравнения (E.3) , (E.4) и (E.5) представлены на рисунке E.1 вместе со значениями EMB, близкими к модели линии передачи 32GFC. Прямые сегменты в диапазоне длин волн от 840 до 953 нм строго определены в качестве рекомендуемого минимального значения коэффициента EMB в указанном диапазоне длин волн, не требуя без необходимости использования для исследования ОВ особой конструкции.

- график для 32GFC модели;

- оценочное значение нижней границы EMB;

- требования к EMB на длинах волн 850 и 953 нм

E.4 Требования к радиальному распределению мощности EF источника излучения и к центральной длине волны

E.4.1 Радиальное распределение мощности

Радиальные границы внутренней, внешней и интервальной масок DMD, указанные в D.1 и D.3 , и весовые коэффициенты DMD, указанные в разделах D.2 , D.4 и D.5 , установлены в соответствии с конкретным ограниченным диапазоном условий возбуждения лазера, указанным в уравнениях (E.6) и (E.7) . Минимальное значение коэффициента широкополосности для условий возбуждения вне данного диапазона не определено, но оно будет ниже значения для условий возбуждения в пределах данного диапазона.

Распределение мощности для условий возбуждения источника излучения должно соответствовать требованиям уравнений (E.6) и (E.7) при измерении по МЭК 61280-1-4 [15] , при сопряжении источника излучения с ОВ, имеющим диаметр сердцевины 50 мкм, в соответствии с техническими требованиями МЭК 61280-1-4:

Приблизительные положения весовых коэффициентов DMD, указанных в таблице D.3 , изображены на рисунке E.2 относительно границ, определенных в уравнениях (E.6) и (E.7) [27] .

- модель TIA;

- весовые коэффициенты DMD;

- границы радиального распределения мощности EF

Прикладные стандарты [20] - [23] соответствуют требованиям E.4.1 и E.4.2 .

E.4.2 Центральная длина волны для ОВ подкатегории A1a.2 и A1a.3

Ввиду того что задержки мод в ОВ изменяются с длиной волны, центральная длина волны источника излучения должна быть близкой к номинальной длине волны 850 нм, при которой проводят измерение DMD, для достижения наилучших характеристик коэффициента широкополосности в совокупности ОВ, через которые распространяется сигнал. Если источник излучения работает на длине волны, отличной от 850 нм [6] , то может потребоваться уменьшение коэффициента широкополосности. В рекомендациях [12] указаны рабочие характеристики широкополосности для ОВ с шириной полосы пропускания, схожей с ОВ конструктивного исполнения подкатегории A1a.3.

Центральная длина волны лазерного источника излучения должна соответствовать требованиям уравнения (E.8) при проведении испытания по МЭК 61280-1-3 [16] :

E.4.3 Центральная длина волны для ОВ подкатегории A1a.4

Так как задержки мод в ОВ изменяются вместе с длиной волны, наилучшее значение коэффициента широкополосности получают, когда центральная длина волны лазерного источника излучения находится между значениями длин волны при измерении DMD. Когда центральная длина волны лазерного источника излучения находится за пределами этого диапазона, значения коэффициента широкополосности ухудшаются. Рекомендуемые значения коэффициента широкополосности, находящиеся между значениями длины волны при измерении DMD, можно определить по уравнениям (E.3) , (E.4) и (E.5) .

Центральная длина волны лазерного источника излучения должна соответствовать требованиям уравнения (E.9) при проведении испытания по МЭК 61280-1-3 [16] :

В таблице F.1 указаны разъяснения коэффициентов широкополосности, которые имеют сходные наименования и сокращения.

G.1 Эффективный коэффициент широкополосности EMB на длине волны 1300 нм

Характеристики хроматической дисперсии позволяют значение DMD, измеренное для одной длины волны, преобразовать в значение DMD для другой длины волны. Таким образом, значение DMD на длине волны 850 нм может быть использовано для прогнозирования значения произведения минимального эффективного коэффициента широкополосности на длину изделия при 1300 нм. Предварительный инженерный анализ указывает на то, что ОВ, соответствующие требованиям приложения D для EMB >= 2000 МГц·км на длине волны 850 нм, также обеспечивают EMB >= 500 МГц·км на длине волны 1300 нм.

Некоторые лазерные источники излучения, работающие на длине волны 1300 нм, предназначены для использования как с многомодовыми, так и с одномодовыми ОВ. Для лучшего подтверждения того, что многомодовые ОВ с характеристиками широкополосности, определенными только на основе условий насыщающего возбуждения, обеспечивают, по меньшей мере, минимальное значение коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении при использовании источников излучения, работающих на длине волны 1300 нм и предназначенных для возбуждения одномодового ОВ (например, 1000BASE-LX), согласно IEEE 802.3 [13] используют патч-корды со смещенным вводом мод при соединении таких источников излучения с данным типом многомодового ОВ.

Режим смещенного ввода мод в ОВ осуществляется путем соединения одномодового ОВ с многомодовым ОВ в рамках патч-корда, используя конкретный диапазон радиального сдвига между одномодовым и многомодовым ОВ. В связи с вводом главным образом смещенных относительно центра мод из одномодового ОВ в многомодовое ОВ, возбуждается много мод, которые формируют модовое распределение мощности, более близкое к модовому распределению мощности при насыщенном возбуждении, чем при возбуждении в естественных условиях, при котором обычно интенсивно возбуждаются моды низкого порядка.

Вследствие того что на измерения ширины полосы при насыщенном возбуждении сильное влияние оказывает поведение мод более высоких порядков, на них не влияют моды низких порядков. Следовательно, избегая сильного возбуждения мод низких порядков, в патч-корде со смещенным возбуждением исключают влияние поведения этих мод с плохими характеристиками и улучшают взаимосвязь между минимальным значением ширины полосы пропускания системы и измерением произведения ширины полосы пропускания при насыщающем возбуждении на длину изделия.

Однако в связи с тем, что методика измерения DMD не предусматривает измерения мод низких порядков, есть возможность ограничить нижнюю границу произведения ширины полосы пропускания на длину изделия для естественных условий возбуждения источниками излучения, работающими на длине волны 1300 нм. ОВ, соответствующие техническим требованиям для ОВ A1a.2 и A1a.3, оптимизированы для предельного значения ширины полосы пропускания на длине волны 850 нм и имеют особо ограниченную DMD для мод низких порядков.

Эксплуатация ОВ на длинах волн, отличных от пиковой длины волны, приводит к появлению систематического приращения значения DMD. Наибольшее приращение DMD происходит для мод высших порядков. Таким образом, коэффициент широкополосности при насыщающем возбуждении, при котором преобладает DMD мод высших порядков, является консервативным показателем самого низкого значения эффективного коэффициента широкополосности для естественных условий возбуждения на длине волны 1300 нм, что позволяет сконцентрировать мощность в модах низкого порядка. Следовательно, ожидается, что ОВ A1a.2 и A1a.3 должны обеспечить значение EMB не менее значения 500 МГц·км (значение произведения коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении на длину изделия) для этих же ОВ на длине волны 1300 нм без использования патч-кордов с согласованием мод.

G.2 Масштабирование EMB и DMD

Различные значения произведения эффективного коэффициента широкополосности на длину изделия можно получить из шаблонов и интервальных масок, указанных в D.1 и D.3 , простым масштабированием EMB в обратной пропорции к ширине DMD во временной области при условии выполнения следующих трех условий:

1) ОВ используют с источниками излучения, которые соответствуют техническим требованиям, приведенным в E.4.1 ;

2) границы радиального смещения шаблонов не изменяются, и

3) требования к значению произведения коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении на длину изделия масштабированы в прямой пропорции со значением EMB.

Возможность масштабирования подтверждена следующими соотношениями. Из волновой теории модовое распределение мощности источника излучения имеет прямое отношение к радиальной протяженности внутренней и внешней DMD-масок. Рабочий диапазон длин волн ограничивает возможности эксплуатации близостью к номинальному значению длины волны при измерении DMD с целью минимизации изменения значения коэффициента широкополосности в зависимости от длины волны. При неизменных значениях модового распределения мощности и радиальной протяженности DMD-масок и неизменном рабочем диапазоне длин волн масштабирование поддерживается обратной пропорциональностью между среднеквадратичным значением ширины импульса и ширины полосы [24] . В этом случае среднеквадратичное значение ширины импульса считается равным ширине DMD во временной области. Масштабирование коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении в прямой пропорции с желаемым значением EMB обеспечивает установленное соотношение между значением DMD и коэффициентом широкополосности при насыщающем возбуждении.

Например, значение произведения эффективного коэффициента широкополосности на длине изделия 850 нм >= 1000 МГц·км (половина от 2000 МГц·км) может быть получено при соответствии ОВ любому из шести DMD-шаблонов в D.1 , каждый из которых имеет протяженность как внутренних, так и внешних масок, в два раза превышающую ширину DMD во временной области, и значение произведения коэффициента широкополосности при насыщающем возбуждении на длину изделия >= 750 МГц·км.

H.1 Кабельные сети, установленные международными стандартами

В таблице H.1 указаны различные кабельные сети, прошедшие международную стандартизацию, так же как и другие рекомендуемые сети, в которых использованы ОВ категории A1. Это не исчерпывающий список, и ОВ категории A1 могут использовать и в других сетях, которые не указаны в настоящем стандарте.

H.2 Перекрестные ссылки между категориями ОВ в составе кабелей, приведенными в ИСО/МЭК 11801-1, и ОВ, приведенными в настоящем стандарте

В таблице H.2 приведены перекрестные ссылки между категориями ОВ кабелей, установленными в ИСО/МЭК 11801-1, и подкатегориями ОВ, указанными в настоящем стандарте.

В настоящем приложении приведена краткая сводка требований к ОВ подкатегорий A1a и A1b и соответствующие возможности передачи данных при их использовании в сетях Ethernet 1 Гбит, Ethernet 10 Гбит, Ethernet 25 Гбит, Ethernet 40 Гбит и Ethernet 100 Гбит, построенных в соответствии со стандартами, разработанными по IEEE 802.3 [CSMA/CD и др.]. Все сети Ethernet со скоростью передачи 1 Гбит/с и более рассматриваются как сети с "лазерным возбуждением".

В таблице I.1 приведена краткая сводка требований и возможностей сетей Ethernet со скоростями передачи 1, 10, 25, 40 и 100 Гбит/с. Строки в таблице I.1 сгруппированы по подкатегории и конструктивному исполнению ОВ и скорости передачи данных. В каждой строке приведены соответствующие длина линии передачи и требования к характеристикам оптического сигнала источника излучения. Требования к характеристикам (ввода света в ОВ) оптического сигнала в ОВ подразделяют на три типа:

- патч-корд с согласованием мод и вводом света в ОВ со смещением относительно центра ОВ для работы на длине волны 1350 нм, указанный в IEEE 802.3;

- связанный коэффициент мощности CPR > 9 дБ и избегание радиального насыщающего возбуждения ROFL для работы на длине волны 850 нм в сетях 1 Гбит/с для ОВ, характеризуемых исключительно коэффициентом широкополосности при насыщающем возбуждении OFL. CPR описан в МЭК 61280-4-1:2009; ROFL - в IEEE 02.3;

- требования к радиальному распределению мощности EF для работы сетей со скоростью 10, 25, 40 и 100 Гбит/с на длине волны 850 нм для ОВ конструктивных исполнений A1a.2, A1a.3 и A1a.4 с эффективным коэффициентом широкополосности, полученным при измерении DMD. Требования к EF: EF при радиусе 4,5 мкм <= 30% и EF при радиусе 19,0 мкм >= 86%. Информация по измерению EF приведена в МЭК 61280-1-4.