Типы волокна: одномод G.65x, многомодовые классы, специальные

«Одномодовое волокно» — семейство, а не один продукт: рекомендации ITU-T от G.652 до G.657 описывают волокна, различающиеся дисперсией, отсечкой, стойкостью к изгибам, потерями и эффективной площадью, и в одном хозяйстве могут быть сварены три из них. У многомода своя лестница классов, а за пределами обоих лежат специальные волокна — компенсирующие дисперсию, эрбиевые, с сохранением поляризации, полые, — которые встречаются внутри систем, а не в каналах. Здесь каталог: что такое каждый тип, его ключевые параметры, где применяется, что происходит при встрече типов на сварке и как опознать то, что уже лежит в земле.

Одномодовое волокно по рекомендациям ITU-T

Тип	Название	MFD на 1310 / 1550 нм	Длина волны нулевой дисперсии λ₀	D на 1550 нм	Затухание 1310 / 1550	Радиус изгиба (мин.)	Применение
G.652.A/B	стандартный SMF (наследие)	8,6–9,5 / ~10,4 мкм	1300–1324 нм	≈ 17 пс/(нм·км)	≤ 0,5 / ≤ 0,4 (B: 0,35 / 0,22); водяной пик на 1383	30 мм	хозяйство до 2000 г.; избегать E-band
G.652.C/D	SMF с низким водяным пиком — умолчание	8,6–9,2 / ~10,4 мкм	1300–1324 нм	≈ 17	≤ 0,4 / ≤ 0,3 (тип. 0,33 / 0,19); 1383 ≤ 0,4	30 мм	всё от доступа до 400ZR; вся полоса CWDM пригодна
G.653	со смещённой дисперсией (DSF)	~8 мкм	≈ 1550 нм	≈ 0	0,35 / 0,22	30 мм	одноканальные дальние линии 1550 нм 1990-х; непригодно для DWDM (четырёхволновое смешение)
G.654.A–E	со смещённой отсечкой, малые потери, сердцевина из чистого кварца	~10,5–12,5 мкм	≈ 1300	≈ 17–22	— / 0,15–0,19	30 мм	подводные (A–D); G.654.E — наземные дальние 400G+ (большая эффективная площадь, низкая нелинейность)
G.655	с ненулевой смещённой дисперсией (NZ-DSF: LEAF, TrueWave)	~8,4–9,6 мкм	вне C-band	+2 … +10 (или отрицательная)	0,35 / 0,22	30 мм	дальние DWDM 10G 2000-х; малая D подавляет FWM, ограничивая дисперсию
G.656	широкополосное NZ-DSF	~8 мкм	< 1460	+2 … +14 в 1460–1625	0,35 / 0,22	30 мм	DWDM в S+C+L
G.657.A1 / A2	нечувствительное к изгибу, совместимое с G.652.D	8,6–9,2 мкм	как G.652.D	≈ 17	как G.652.D	10 / 7,5 мм	абонентские вводы FTTH, внутри зданий, плотные кроссы; сварка с G.652 ≤ 0,05 дБ
G.657.B2 / B3	нечувствительное к изгибу, не обязательно совместимое с G.652	6,3–9,5 мкм	—	—	как G.652.D	7,5 / 5 мм	внутри зданий, оконечные коробки; возможно несовпадение MFD с G.652 (0,1–0,3 дБ)

Определения ключевых параметров: Как распространяется свет, Дисперсия и полоса.

Классы многомодового волокна

Класс (ISO/IEC 11801)	IEC 60793-2-10	TIA	Сердцевина	EMB 850 нм	Полоса OFL 850 / 1300	Затухание 850 / 1300
OM1	A1b	492AAAA	62,5 мкм	— (200 МГц·км OFL)	200 / 500	3,5 / 1,5
OM2	A1a.1	492AAAB	50 мкм	— (500 OFL)	500 / 500	3,5 / 1,5
OM3	A1a.2	492AAAC	50 мкм	2 000	1 500 / 500	3,0 / 1,5
OM4	A1a.3	492AAAD	50 мкм	4 700	3 500 / 500	3,0 / 1,5
OM5	A1a.4	492AAAE	50 мкм	4 700 (850), 2 470 (953)	3 500 / 500	3,0 / 1,5

OM3/OM4/OM5 — «лазерно-оптимизированные»: их профиль показателя измеряется по дифференциальной модовой задержке (DMD), чтобы гарантировать полосу с VCSEL. OM1/OM2 специфицировались для светодиодов (переполненный ввод, OFL). Дальности: Таблицы дальности.

Специальные волокна

Волокно	В чём особенность	Где встречается
Компенсирующее дисперсию (DCF)	D ≈ −80 … −150 пс/(нм·км), малая сердцевина, выше потери (0,5 дБ/км)	катушки DCM на узлах усиления DWDM 10G (Дисперсия)
Эрбиевое (EDF)	ионы Er³⁺ в сердцевине; усиление 1530–1565 нм при накачке 980/1480 нм	внутри EDFA (Усиление)
С сохранением поляризации (PM)	напрягающие стержни (PANDA, bow-tie) удерживают оси поляризации	внутри когерентных трансиверов, датчики, объединители накачки
Фоточувствительное	легирование Ge/B для УФ-записи брэгговских решёток	фильтры FBG, DCM, датчики
С большой эффективной площадью	A_eff 110–150 мкм² против 80	G.654.E для дальних линий: ниже нелинейность (Нелинейные эффекты)
Полое (HCF)	свет в воздухе: задержка на ~30 % меньше (≈ 3,3 против 4,9 мкс/км), очень низкая нелинейность, потери уже < 0,2 дБ/км	биржевые линии, зарождающиеся дальние; особая сварка
Многосердцевинное (MCF)	2–7 сердцевин в одной оболочке 125 мкм (пространственное мультиплексирование)	новые подводные системы; нужны устройства fan-in/fan-out
Маломодовое	2–6 направляемых мод как отдельные каналы	исследования; модовое мультиплексирование
Полимерное (POF)	сердцевина ПММА 1 мм, видимые 650 нм, 100+ дБ/км	домашние сети, автомобили (MOST), короткие промышленные линии
Кварц в твёрдой оболочке (HCS) 200 мкм	большая сердцевина, прочное	промышленность, медицина, датчики
Радиационно-стойкое, высокотемпературное	сердцевина из чистого кварца, особые покрытия	атомная отрасль, скважины, авиакосмос

Когда типы встречаются: сварки и разъёмы между волокнами

Стык	Дополнительные потери	Примечания
G.652.D ↔ G.652.D	0	опорный случай
G.652.D ↔ G.657.A1/A2	≤ 0,05 дБ	спроектированы совместимыми
G.652.D ↔ G.657.B3	0,1–0,3 дБ	несовпадение MFD; программа сварки разных волокон
G.652 ↔ G.655	0,1–0,3 дБ	MFD 9,2 против 8,4–9,6 мкм; рефлектометр показывает «усилитель» в одну сторону
G.652 ↔ G.653	0,2–0,5 дБ	плюс проблема DSF для DWDM дальше по линии
G.652 ↔ G.654.E	0,1–0,3 дБ	больший MFD; иногда переходное волокно
OM3 ↔ OM4	≈ 0	одна геометрия; полоса линии = слабейший класс
OM1 (62,5) ↔ OM2–OM5 (50)	2–4 дБ в направлении 62,5→50	избегать полностью
SMF ↔ MMF	модовый шум / > 10 дБ	никогда в постоянной линии (Несовпадения физики)

Техника сварки разных волокон: Сварка и оконечивание.

Выбор типа волокна

Применение	Рекомендация	Почему
Дата-центр внутри здания ≤ 100–150 м	OM4 (OM5, если планируется SWDM) или OS2 на будущее	оптика на VCSEL дешёвая; SMF снимает потолок дальности
Кампус, метро, доступ, PON	G.652.D (OS2)	универсально, дешевле всего, работает любая оптика
Вводы внутри зданий, оконечные коробки, плотные кроссы	G.657.A2	стойкость к изгибу без проблем совместимости
Новые дальние / DWDM 400G+	G.654.E	запас по потерям и нелинейности
Существующий DWDM на старом G.655	сохранить, но проверить карту дисперсии для 100G+	когерентный DSP справляется с остаточной дисперсией
Старое хозяйство G.653	только одноканальные или когерентные	FWM губит DWDM на 1550
Сверхнизкая задержка	полое волокно, где доступно	экономия 1,5 мкс/км

Как опознать проложенное волокно

Признак	Как
Маркировка на оболочке кабеля	производитель, тип («G.652.D», «SM 9/125», «OM3 50/125»), год, метровые метки
Цвет оболочки (внутри зданий)	жёлтый SMF; оранжевый OM1/OM2; aqua OM3/OM4; лаймовый OM5 (Этикетки и цветовая маркировка)
Документация	исполнительные схемы, схемы сварок, протоколы измерений (Обслуживание и восстановление)
Рефлектометр	коэффициент обратного рассеяния различается по типам; «усилители» отмечают переходы; затухание на 1383 нм выявляет волокно до LWP
Измерение дисперсии / PMD	анализатор хроматической дисперсии отличает G.652 от G.653/G.655; измерение PMD для старого хозяйства
Эпоха прокладки	до 1995: ждать водяной пик, повышенную PMD, возможно G.653 на дальних трассах

В CodingBox

Модули специфицированы под типы волокна через коды соответствия и поля длин: модуль «10 km SMF» предполагает дисперсию и потери класса G.652, модуль SR4 — свои метры OM3/OM4. CodingBox показывает эти поля, чтобы модуль соответствовал волокну, которое реально лежит в земле (Check transceiver, Карта памяти).