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66 NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA - Anno 10 n. 3 - Dicembre 2001

Tecnologie

ottiche

Fibre ottiche per sistemi DWDM

DANIELE CUOMOFRANCESCO MONTALTI

ALBERTO ROSSAROTIZIANA TAMBOSSO

La domanda per i servizi ad alta velocit cresciuta sensibilmente negli ultimi anni e, altempo stesso, sono state introdotte sul mercato fibre ottiche di nuova concezione per sod-disfare i requisiti di larghezza di banda, sempre pi estesa, da utilizzare con i sistemi amultiplazione di lunghezza donda densa (DWDM) che, amplificati otticamente, consen-tono di introdurre flessibilit nella rete aprendo prospettive di optical networking.Per utilizzare i sistemi di trasmissione ad alta capacit necessario affrontare e sop-primere gli effetti non lineari delle fibre che potrebbero insorgere e influenzare negativa-mente lefficienza di trasmissione, qualora sinseriscano in essa un numero elevato dicanali con una potenza elevata. Una delle soluzioni, per evitare linsorgenza degli effet-ti non lineari, che ha avuto maggior successo negli ultimi anni, stata la fibra singolomodo a dispersione non nulla, NZD (Non-Zero Dispersion), cos denominata proprioper valori assai bassi, ma non nulli, di dispersione cromatica nella finestra fra 1530 e1625 nm. Questa nuova categoria di fibre diventata in breve la pi utilizzata per lenuove applicazioni DWDM nellambito della rete di trasporto a lunga distanza.Per rispondere ai problemi legati alle applicazioni dei portanti ottici in rete di accesso,di trasporto metropolitano e regionale, sono emerse alcune soluzioni ad hoc propostedai diversi fabbricanti di cavi.Data la rapidit dellevoluzione tecnologica, non facile per gli Organismi di stan-dardizzazione emettere norme che regolamentino le fibre oggi disponibili sul mercato;nellarticolo riportata la situazione attuale del mercato relativo alle nuove fibre, leattivit dei diversi Organismi di standardizzazione, nonch levoluzione della norma-tiva dei prodotti.

1. Introduzione

Limpiego congiunto della multiplazione a lun-ghezza donda, DWDM (Dense Wavelength DivisionMultiplexing), e dellamplificazione ottica ha consen-tito una notevole crescita della capacit di trasportodei sistemi ottici di trasmissione disponibili in com-mercio. Quelli di ultima generazione sono in grado ditrasportare quantit dinformazione dellordine dei tre- quattro Tbit/s (Tbit/s pari a un milione di Mbit/s).

La possibilit di introdurre in una rete di teleco-municazioni sistemi che utilizzino appieno questeprestazioni molto avanzate per determinata dallecaratteristiche trasmissive del portante ottico che, inalcuni casi, possono limitare, anche in misura sensi-bile, la capacit effettivamente trasmissibile.

Negli ultimi anni la tecnologia di costruzione dellefibre ottiche ha dovuto, perci, evolversi in modo darendere disponibili sul mercato fibre con diversi para-metri trasmissivi e con caratteristiche ottime, atte arispondere alle diverse applicazioni.

Sono pertanto oggi disponibili, accanto alle fibresingolo modo, SM (Single Mode), e a quelle a disper-sione spostata, DS (Dispersion Shifted fiber) - ormaiinstallate in rete a livello mondiale per oltre 80 milionidi km a partire dalla met degli anni Ottanta e impie-gate con sistemi TDM - diversi tipi di fibre sviluppaterispettivamente per le applicazioni sottomarine, persistemi DWDM terrestri, per reti metropolitane e perreti di accesso.

In questo articolo descritta la tecnologia dicostruzione delle fibre; sono poi discussi i principaliparametri trasmissivi e sono indicate le possibili pre-

NOTIZIARIO TECNICO TELECOM ITALIA - Anno 10 n. 3 - Dicembre 2001 67

Cuomo - Montalti - Rossaro - Tambosso Fibre ottiche per sistemi DWDM

stazioni, in termini di capacit di trasporto, sia dellefibre costituenti lattuale rete ottica nazionale, siadi quelle di nuova generazione in corso di installa-zione nella nuova dorsale a livello nazionale diTelecom Italia.

Sono infine riportate le attivit di normativa oggiin corso a livello nazionale e internazionale.

2. Tecnologie di fabbricazione delle fibre ottiche

2.1 Considerazioni di base

Il processo di fabbricazione delle fibre ottiche invetro sintetico si basa su alcune reazioni elementariche hanno come elementi base i tetracloruri di silicio edi germanio:

SiCl4 + O2 SiO2 + 2Cl2

GeCl4 + 2H2O GeO2 + 2Cl2

La prima equazione riguarda la fase difabbricazione del mantello e quella di rea-lizzazione del nucleo. La reazione necessa-ria a produrre il biossido di germanio si hainvece, nelle percentuali previste dal pro-getto del profilo dindice di rifrazione dellafibra, solo durante la fabbricazione delnucleo.

Lelemento catalizzatore della rea-zione il calore: le reazioni avvengono soloa temperature elevate (raggiungibili ancheda fiamme alimentate a metano). Le treprincipali tecnologie di fabbricazione sonostate sviluppate, quasi contemporanea-mente, nel corso degli anni Settanta. infatti del 1966 il primo lavoro di Kao eHockham [1] nel quale descritto il com-

portamento di una guida donda dielet-trica circolare, prototipo delle fibre otti-che moderne, ed del 1970 il secondoarticolo [2], fondamentale per il settore,che con un taglio squisitamente com-merciale annunciava la fabbricazione difibre con perdite inferiori al valore disoglia stabilito, in base a quello deiconduttori in rame, in 20 dB/km.

2.2 Tecnologie di deposizione

Le tre famiglie tecnologiche sonocomunemente identificate dalle tresigle: IVD (Inside Vapour Deposition) oMCVD (Modified Chemical VapourDeposition); OVD (Outside VapourDeposition); VAD (Vapour AxialDeposition). Nei tre casi sottolineata lapresenza del termine vapore: la rea-zione, infatti, procede da materiali allostato liquido (tetracloruri di silicio o digermanio) a materiali allo stato solido(polveri di silice o biossido di germanio).

Le materie prime sono conservate allinterno diserbatoi a pressione, nei quali immesso gas inerte apressione: il volume compreso tra la superficie supe-riore del liquido e la parete del serbatoio si riempie divapore, che prelevato e condotto allimpianto dideposizione (tornio).

Questa fase , in pratica, comune a tutte le diffe-renti tecnologie, che saranno descritte nel seguito diquesto articolo.

2.2.1 Tecnologia IVD

Nella famiglia delle tecnologie IVD (Inside VapourDeposition), i vapori sono introdotti in un tubo (figura1) costituito da una bacchetta cilindrica, cava allin-terno e realizzata con materiale sintetico (quarzo) dielevata purezza: lungo il percorso allinterno del tubo ivapori attraversano una zona con temperatura moltoalta, nella quale essi passano allo stato solido di polveriche si depositano sulla superficie interna del tubo

Tubo di quarzo sintetico

Asse di traslazione

Gorgogliatori

Flussimetrimisuratori di massa

e collettori

Strati concentricidi vetro depositati

Bruciatori multipli

O2

Cl2

O2

O2

O2

SiCl4

GeCl4

O2

H2

Figura 1 Schema di un processo IVD (Inside Vapour Deposition).

Processo di deposizione di una fibra ottica.



(vedi foto della pagina precedente). Se si fa ruotare iltubo intorno al proprio asse longitudinale e se il bru-ciatore si sposta orizzontalmente, la deposizioneavviene sotto forma di strati concentrici lungo linterotubo, dallesterno verso lasse: si deposita infatti primail mantello di silice pura e successivamente il nucleocostituito da silice drogata.

Il semilavorato prodotto in questa fase di processo chiamato preforma: poich, in particolare, le polverinon hanno ancora subito una vera e propria trasforma-zione fisica (fusione), la preforma appare bianca e fria-bile. Questa preforma polverosa, o porosa, deveessere sottoposta a un processo di essiccazione e col-lassamento, che la porta al suo stato vetroso finale.Con questa tecnologia il collassamento si ottiene gra-zie a un ultimo passaggio della fiamma sotto lapreforma, condotta con velocit e temperatura appro-priate per causare il collassamento.

2.2.2 Tecnologia OVD

Il processo OVD (Outside Vapour Deposition) pro-cede, al contrario, dallesterno verso linterno (figura2): la reazione avviene direttamente nella fiamma, incui confluiscono il combustibile (in genere gasmetano) ed i vapori. Il bersaglio dei fumi una bac-chetta cilindrica di materiale ceramico, sul quale lepolveri si depositano per impatto. Grazie alla rota-zione e alla traslazione della bacchetta, la preformaviene gradualmente costruita con una deposizionesuccessiva di strati concentrici di materiale, otte-nendo alla fine una preforma polverosa. Il successivocollassamento si ottiene grazie alla permanenza dellapreforma porosa in una fornace cilindrica mantenutaa una temperatura adeguata a questo scopo.

2.2.3 Tecnologia VAD

La tecnologia VAD (Vapour Axial Deposition) si basaanchessa sul principio di deposizione esterna, comelOVD, ma impiega un bersaglio di materiale ceramicopiatto anzich cilindrico (figura 3). Il bersaglio ruotaintorno al proprio asse e trasla verticalmente, permet-tendo cos alla preforma di crescere per accumulo verti-cale di strati di polveri. Per costruire simultaneamentenucleo e mantello sono necessari almeno due brucia-tori: quello assiale alimentato da vapori di silice dro-gata, quello esterno da vapori di silice pura. La rota-zione del disco consente di realizzare una preforma pol-verosa, che da ultimo essiccata e collassata lasciandolain una fornace cilindrica ad adeguata temperatura.

2.3 Esame delle diverse tecnologie di deposizione

I criteri per confrontare le tre tecnologie sonoessenzialmente di origine industriale: si pu infattiesser certi che la qualit ottica del prodotto finale,che dipende in larga misura dal grado di purezzadelle materie prime e dallassenza di contaminazionisuccessive, possa essere resa equivalente.

Dal punto di vista dellefficienza del processo, ilpi importante parametro, dopo lefficienza di depo-sizione - che tenuta segreta e che, come gli altriparametri tecnologici, coperta da una serie di bre-vetti - riguarda la dimensione della preforma (questoaspetto, e altri di natura pi qualitativa, saranno chia-riti nel seguito).

Il limite fondamentale della tecnologia IVD legato alla dimensione ridotta delle preforme otteni-bili. Non possibile ovviare a questo limite aumen-tando la dimensione del tubo cavo per la deposizione

SiCl4, ecc.O2CH4

vapori

bruciatore

supportoin ceramica

Fase (b): consolidamento

preforma porosa

preforma porosa

Fase (a): deposizione delle polveri

preforma vetrosa

fornace

asse di traslazione

Figura 2 Fasi del processo OVD (Outside VapourDeposition).

Mandrino

Preforma vetrosa

Ciclo di controreazione

Preforma porosa

Camera di deposizione

Torcia al plasma

Sensore di temperatura

Camera ainfrarossi

Fornace di compattamento

Asse

di

tras

lazi

one

He

Cl2

H2SiCl4GeCl4

O2

Supporto ceramico

Figura 3 Schema di un processo VAD (Vapour AxialDeposition).



poich la fiamma, superato un certo limite, non riescea riscaldare a sufficienza la zona di deposizione. possibile impiegare tuttavia tecniche di accresci-mento meccanico, introducendo al termine delladeposizione la preforma collassata allinterno di tubidi dimensioni maggiori (sleeving). A questo scopo necessario prestare una grande attenzione alla con-centricit finale e allassenza di bolle o di zone dariafra la preforma e il tubo concentrico.

Nelle fasi iniziali di sviluppo di questa tecnologiafu necessario utilizzare materiali a base di fosforo perottenere lallineamento fra il profilo depositato e lin-dice di rifrazione del tubo esterno. Questa fase puoggi essere evitata selezionando i materiali con accu-ratezza. Si evitano cos sia onerosi processi di smalti-mento sia difficolt legate alleccessiva sensibilitallidrogeno della fibra cos prodotta.

Il processo VAD si svolge per linee verticali: la for-nace di essiccamento e di collassamento pu esserecollocata anche di seguito rispetto allarea in cuiavviene la deposizione. Questo tipo di processo allon-tana i limiti fisici legati alla dimensione dellapreforma, che pu raggiungere peso e potenzialitconsiderevoli.

Un altro aspetto positivo del processo VADriguarda la regolarit delle preforme. Vanno tuttaviatenute presenti le difficolt legate alla realizzazione diobelischi di altezza eccessiva, ma soprattutto la scarsaflessibilit di questa tecnologia. La realizzazione di

profili particolari (exotic profiles) risulta infatti estrema-mente complessa e scarsamente efficiente.

Il processo OVD pu essere svolto completamentein verticale, anche se seguendo la tecnologia tradizio-nale, e gi consolidata, esso effettuato in orizzontale.Questa esigenza pone alcune limitazioni alla massimadimensione possibile della preforma, sia per garantireuna distanza minima fra bruciatore e semilavorato siaper evitare flessioni e curvature della preforma finale.La realizzazione di profili complessi relativamente pisemplice rispetto al VAD ed ha almeno lo stesso gradodi complessit rispetto allIVD. Si tratta quindi presumi-bilmente della tecnologia oggi pi conveniente.

2.4 Filatura

Il processo di filatura , in linea di principio, indif-ferente dalla tecnologia di deposizione (figura 4). Lapreforma compattata sospesa a un supporto semo-vente ed gradualmente introdotta in una fornacecilindrica alla temperatura di rammollimento (non difusione) della silice (come mostrato nella foto di questapagina). Si produce cos, per gravit, una goccia cherimane collegata alla preforma attraverso un sottile filodi vetro, che conserva il profilo di indice di rifrazionedella stessa preforma. Alla base della torre di filaturail filo di vetro avvolto su una bobina di raccolta con

Avvio del processo di filatura con la formazione della goccia.

Fornace difilatura

Preforma

Controllo del diametro della fibra

Fibra

Bobinadi raccolta

Puleggia ballerinaPuleggia

Estr

usor

i per

lapp

licat

ore

del r

ives

timen

to

Unit dicontrollo

Figura 4 Schema del processo di filatura.



regolarit e con tensione costante, mentre alluscitadella fornace un apposito misuratore valuta il diametrodel filo. Il misuratore connesso al gancio semo-vente di sospensione della preforma e ne aumentao riduce la velocit quando rispettivamente il dia-metro si riduce in misura eccessiva, ovvero quandocresce.

Nel corso del processo di filatura applicato perestrusione sulla fibra un doppio strato di resine acrili-che per proteggere il vetro dallaggressione degliagenti atmosferici e dalle manipolazioni successive.

Al termine del processo di filatura, la fibra, raccoltain una bobina, sottoposta alle misure di controllo diqualit (come mostrato nella foto qui riprodotta).

3. Tipi di fibre ottiche utilizzabili per trasmissioni DWDM

La fibra singolo modo SM (secondo la raccomanda-zione ITU-T G.652 [3]) la pi nota e la pi comu-nemente impiegata, essendo stata installata in circa il90 per cento delle reti terrestri ottiche dei principalioperatori di telecomunicazioni.

In tutto il mondo sono stati gi installati circa70 milioni di km di fibra G.652; questa ampia diffu-sione ha fatto s che ancoroggi questa fibra sia la pieconomica (circa 30 /km). un prodotto particolar-mente maturo, in quanto esso realizzato da oltre 15anni. La dispersione ottimizzata intorno a 1310 nm(figura 5) e quindi la dispersione cromatica a 1550 nm piuttosto elevata (16-18 ps/nm/km). Lattenuazionein questa regione di lunghezza donda invece moltobassa (dellordine di 0,20-0,22 dB/km).

La f ibra singolo modo a dispersione spostata(secondo la raccomandazione ITU-T G.653 [4])costituisce il 90 per cento della rete italiana a lungadistanza. Oltre che nella rete italiana e in alcuni col-legamenti sottomarini e transoceanici, precedentiallintroduzione del DWDM, la fibra a dispersionespostata stata utilizzata in quantit significativenei collegamenti su lunghe distanze solo inGiappone e in alcuni Paesi dellAmerica Latina (adesempio nel Messico). un prodotto consolidato, ilcui prezzo pari a circa due volte quello della fibraG.652, anche se ormai di difficile reperimento sulmercato. La fibra G.653 presenta una dispersionecromatica minima a 1550 nm, dove pure lattenua-zione della silice raggiunge il suo minimo assoluto(figura 6).

Misure di controllo di qualit sulla bobina di fibra ottica.

0,6 20

10

0

-10

-20

0,5

0,4

Att

enua

zion

e (d

B/

km)

Lunghezza donda (nm)

Attenuazione

Dispersione Cromatica

BandaEDFA

Dis

pers

ione

(ps

/nm

x k

m)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

0,3

0,2

0,1

EDFA = Erbium-Doped Fibre Amplifier

Figura 5 Curve di attenuazione e di dispersione croma-tica della fibra rispondente alla raccomanda-zione G.652.

0,6 20

10

0

-10

-20

0,5

0,4


Attenuazione

Dispersione Cromatica

BandaEDFA

Dis

pers

ione

(ps

/nm

x k

m)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

0,3

0,2

0,1

Att

enua

zion

e (d

B/

km)


Figura 6 Curve di attenuazione e di dispersione croma-tica della fibra rispondente alla raccomanda-zione G.653.



Le fibre singolo modo adispersione non nulla, NZD(Non-Zero Dispersion), sonostate studiate per utilizzare almeglio tutte le caratteristichepositive delle fibre convenzio-nali e a dispersione spostata,riducendone nello stessotempo gli inconvenienti, senzatuttavia essere riusciti finora aeliminarli del tutto. La fibra adispersione non nulla (descrittanella raccomandazione ITU-TG.655 [5]) stata concepita inmodo da presentare una bassadispersione residua nella fine-stra dello spettro entro cuigeneralmente operano isistemi DWDM (figura 7). Ladispersione residua suffi-cientemente alta da ridurre inmisura sensibile lefficienzadellinterazione a quattrofotoni FWM (Four WaveMixing), ma al tempo stessosufficientemente bassa perconsentire una trasmissione a10 Gbit/s su lunghe distanze,con un uso limitato della com-pensazione della dispersione.Almeno in linea di principio, lafibra G.655 dunque compati-bile sia con i sistemi DWDMsia con quelli TDM ad alta

velocit, e dovrebbe permettere allutilizzatore disfruttare appieno il potenziale di sistemi DWDM com-merciali, anche dal punto di vista dellincremento dellavelocit trasmissiva per canale.

Questo tipo di fibra si evoluta nel tempo, par-tendo dai primi prodotti per i quali erano ammessivalori di dispersione molto bassi, che esponevano isistemi, ancora in una certa misura, a penalit dovuteal FWM. Un prodotto di questo tipo riportato nel-lappendice 1 della raccomandazione ITU-T G. 655come esempio (a).

I prodotti oggi disponibili sul mercato sonomigliori rispetto a quelli della prima generazione e sisono sostanzialmente differenziati in tre tipi di pro-dotto, ciascuno realizzato da costruttori diversi, indi-cate come esempi (b), (c) e (d) nellappendice 1 dellaraccomandazione G.655.

In figura 8 sono riportati gli andamenti tipici delladispersione cromatica per i prodotti disponibili incommercio, mentre nella tabella 1 sono riportati ivalori dei principali parametri trasmissivi.

stato infine prodotto un ulteriore tipo di fibra,riportato a titolo di esempio (e) sempre nella racco-mandazione G.655, caratterizzato da dispersione cro-matica negativa e principalmente utilizzato neisistemi sottomarini.

Le fibre installate potrebbero quindi presentarecaratteristiche anche sostanzialmente diverse daquelle ora disponibili sul mercato. Il progettista disistema deve quindi tener conto delle effettive pro-

14.00

Banda C Banda L

12.00

10.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.001530 1540 1550 1560 1570 1580

Lunghezza donda [nm]

ALCATEL: Teralight

LUCENT: TrueWave RS

CORNING: LEAFPIRELLI: FreeLight

Dis

pers

ione

cro

mat

ica

[ps/

nm/

km]

1590 1600 1610 1620

Figura 8 Caratteristiche di dispersione cromatica dei principali prodotti commerciali.

0,6 20

10

0

-10

-20

0,5

0,4


Attenuazione

Dispersione cromatica

BandaEDFA

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

0,3

0,2

0,1

Att

enua

zion

e (d

B/

km)

Dis

pers

ione

(ps

/nm

x k

m)


Figura 7 Curva di attenuazione e banda di dispersionecromatica della fibra rispondente alla racco-mandazione G.655.



priet trasmissive delle fibre G.655 disponibili perverificare le possibili prestazioni dei sistemi da utiliz-zare sui singoli portanti. Il fatto che nellambito dellala raccomandazione ITU-T G.655 si celano prodottidiversi, in unottica di diversificazione dei fornitori,rivela dunque unobiettiva debolezza della normativa.

La fibra G.655 oggi quella prodotta in quantitmaggiore, poich quasi esclusivamente utilizzatanelle nuove installazioni per sistemi DWDM. Il suocosto, dellordine di 110 /km, ancora sensibil-mente superiore a quello delle fibre rispondenti allaraccomandazione G.652.

4. Sistemi DWDM impiegati sui tre principalitipi di portante ottico

I moderni sistemi DWDM impiegati su distanzemedio-lunghe fanno uso necessariamente di amplifi-catori ottici, OFA (Optical Fibre Amplifiers), normal-mente operanti in terza finestra (1500-1600 nm). Inparticolare, gli amplificatori drogati con Erbio EDFA(Erbium-Doped Fibre Amplifier) sono in grado di for-nire un guadagno per le trasmissioni ottiche nellabanda convenzionale (banda C) da 1530 a 1565 nm.Lultima generazione di dispositivi EDFA e EDTFA(Erbium Doped Tellurite Fiber Amplifier) in grado difornire unamplificazione ottica anche nella regionespettrale da 1565 a 1625 nm (banda L).

Luso di amplificatori ottici, associato a un elevatonumero di canali trasmissivi, ha messo in luce unanuova serie di problemi legati al comportamento non

lineare dellindice di rifra-zione della silice drogata. Glieffetti non lineari sono dovutialla dipendenza dellindice dirifrazione dallintensit dellapotenza guidata e si manife-stano in regimi di potenzaelevata secondo la seguenteequazione:

n(I) = nL+ n2 P/Aeff

dove n(I) lindice dirifrazione in funzione dellin-tensit di potenza (I = P/Aeff);nL lindice di rifrazionelineare; n2 il coefficientedellindice di rifrazione nonlineare; P la potenza gui-data e Aeff larea efficacedella fibra ottica. Il valore din2 peraltro molto basso(circa 2,5 10-20 m2/W), maleffetto combinato dellaltadensit di potenza, causatodallelevato numero di canali(tra 10 e 40) e le lunghedistanze considerate, deter-minano distorsioni quali: lau-tomodulazione di fase SPM(Self Phase Modulation) e lin-termodulazione di fase tra

canali adiacenti XPM (Cross-Phase Modulation) e ilFWM (Four Wave Mixing) che pu provocare prodottidintermodulazione alle stesse frequenze dei segnali.

Gli effetti non lineari costituiscono quindi la prin-cipale limitazione nelle applicazioni dei sistemiDWDM. Leffetto della non linearit della fibra governato in generale dal coefficiente non lineare g,dato dallespressione:

Daltro canto bisogna considerare che il disturbodi diafonia tra canali dovuto al FWM inversamenteproporzionale al prodotto DAeff , dove D la disper-sione cromatica. Le caratteristiche non lineari e glieffetti di dispersione cromatica giocano quindi unruolo determinante nelle prestazioni dei sistemiDWDM. In particolare, fibre con unarea efficaceampia, una dispersione cromatica non troppo bassa euna pendenza della curva di dispersione cromaticatrascurabile, costituirebbero la scelta migliore perridurre lincidenza degli effetti non lineari, soprat-tutto in vista delle prossime applicazioni multica-nale a 40 Gbit/s. Per tali sistemi, infatti indispen-sabile compensare la dispersione cromatica e la pen-denza della curva di dispersione.

Tutti questi aspetti saranno trattati nei puntiseguenti facendo riferimento ai tre tipi di fibrafinora maggiormente impiegata (rispondente alleraccomandazioni G.652, G.653, G.655), nellottica diindividuarne il miglior impiego per le applicazioniDWDM di tipo terrestre.

Societ manifatturiera

Prodotto

MFD a 1550 nm ( m)

Lunghezza donda ( cc)di taglio in cavo

(nm)

(Area efficace)( m2)

Attenuazione a 1550 nm(dB/km)

Coeff. dispersionea 1530-1565 nm

ps/[nm . km]

Attenuazione a 1625 nm(dB/km)

Coeff. dispersione a 1565-1625 nm

ps/[nm . km]

Lunghezza donda ( 0) adispersione nulla

(nm)

Pendenza della curva di dispersione

PMD (Polarization Mode Dispersion) (ps/ km)

ALCATEL CORNING

LEAF TM

72

0,25

4,5 D 11,2

2,0 D 6,0

0,083

0,08

LUCENT

TeraLight TM

9,2 + 0,5-

1300

65

0,21

8,9 D 10,9

5,5 D 10

1440

0,058

0,2

0,25

True Wave RS

8,4 + 0,6-

1260

55

0,22 0,25

0,27 0,30

4,0 D 8,6

2,6 D 6,0

1450

0,045

0,1valore statistico di fibre concatenate

in un collegamento

PIRELLI

FreeLight

9,2 - 10

1450

72

0,23

0,25

4,5 D 11,2

2,0 D 6,0

1500valore tipico

0,086

0,2

Tabella 1 Principali parametri delle fibre in commercio rispondenti alla raccomanda-zione G.655.



4.1 Applicazioni sistemistiche per le fibre singolo modo G.652

La fibra G.652 particolar-mente indicata per collega-menti nei quali richiesto unalto numero di canali: perlalto valore di area efficace eper lelevata dispersione cro-matica in terza finestra essa ,infatti, esente da effetti din-termodulazione non linearecome il FWM. La fibra puessere ut i l izzata per t ra -smissioni a moderate fre-quenze di c i f ra per ognicanale (2,5 Gbit/s), ma ancheper frequenze di cifra supe-riori, come 10 e 40 Gbit/s. Inquesti due casi per necessa-rio utilizzare tecniche di com-pensazione della dispersionecromatica per non limitareeccessivamente la lunghezzadelle tratte di rigenerazione.

Con unallocazione in frequenza dei canali,conforme alla griglia a 100 GHz (0,8 nm) della rac-comandazione ITU-T G.692 [6], possibile trasmet-tere, con una modulazione esterna, quaranta canalia 2,5 Gbit/s (STM-16) su un collegamento in fibraG.652 in banda C (1530-1565 nm), senza limpiegodi dispositivi per la compensazione della disper-sione e con tratte di rigenerazione di circa 600 km.

Il numero di canali pu essere raddoppiato, e por-tato cos a circa ottanta, quando viene adottato unintervallo di frequenza di 50 GHz (0,4 nm). La possibi-lit di impiegare canali uniformemente spaziati, offertadalla fibra G.652, particolarmente vantaggiosa, inquanto consente di coprire lintera banda C degliamplificatori ottici in fibra e di sfruttare pi efficace-mente la potenzialit dei sistemi oggi disponibili incommercio.

Il vantaggio offerto da unelevata dispersione cro-matica in termini di numero di canali DWDM chepotrebbero essere trasmessi, si rivela per un limitequando debba essere incrementata la frequenza dicifra per canale. Infatti, nel caso di una trasmissione afrequenza di cifra a 10 Gbit/s (STM-64), a causa delladispersione cromatica, le sezioni di rigenerazionepotrebbero ridursi anche a 80-100 km, annullandocos i vantaggi offerti dagli amplificatori ottici inlinea. Utilizzando opportune tecniche di compensa-zione della dispersione cromatica possibile, tutta-via, superare queste limitazioni, sfruttando appieno ivantaggi economici offerti dallamplificazione ottica:il costo di un amplificatore ottico di linea , infatti,nettamente inferiore a quello di un rigeneratoreNx10 Gbit/s, con lulteriore vantaggio del risparmiodi spazio occupato e di consumo di potenza di ali-mentazione dei dispositivi.

I sistemi DWDM disponibili sul mercato (si vedaad esempio [7]), con canali modulati a 2,5 Gbit/s,sono in grado di raggiungere una capacit aggregata di

100 Gbit/s, in banda C, per ogni coppia di fibre G.652(40 x 2,5 Gbit/s). Sono anche disponibili sistemi conspaziatura tra i canali di 50 GHz che hanno una capa-cit aggregata di 200 Gbit/s (80 x 2,5 Gbit/s).

Limpiego di amplificatori ottici in banda L(1565-1625 nm) compatibile con la fibra G.652 epu consentire in prospettiva un aumento della capa-cit fino a 200-400 Gbit/s per una coppia di fibre(80-160 x 2,5 Gbit/s). Per aumentare la capacit tra-smissiva, lutilizzo di sistemi a 10 Gbit/s risulta, tut-tavia, pi conveniente, in quanto riduce il numero diapparati e quindi lo spazio occupato in centrale.

La potenzialit della fibra G.652 per trasmissioniDWDM a 10 ed a 40 Gbit/s stata verificata indiverse sperimentazioni come indicato nella tabella 2.

Sistemi con canali a 10 Gbit/s sono gi disponibiliin commercio [7], e talvolta sono offerti come possi-bile alternativa a quelli a 2,5 Gbit/s a parit di regoledi progetto, nel caso siano utilizzati moduli di com-pensazione della dispersione.

Per quanto riguarda le tecniche di compensazionedella dispersione cromatica, i moduli basati sulle fibread alta dispersione negativa DCF (DispersionCompensating Fiber), sono ormai prodotti consolidati eforniti da numerosi costruttori. Risulta, per, ancoradifficile trovare sul mercato moduli in fibra in gradodi compensare simultaneamente pendenza e valormedio della dispersione, tale da rendere superfluaunequalizzazione per ciascun canale dopo la demul-tiplazione nei sistemi a 40 Gbit/s.

Di recente sono stati proposti moduli utilizzantifibre speciali che operano su modi di ordine elevato,in grado di compensare la pendenza e il valor mediodella dispersione cromatica sullintera banda C [13].Oltre ai moduli in fibra DCF, sono stati sviluppatianche compensatori a reticolo di Bragg, DCG(Dispersion Compensating Gratings), che hanno sempreavuto la limitazione della banda di utilizzo.

No.canali Banda Rif.

[8]

[9]

[10]

Commenti

Unico modulo di compensazione

al ricevitore

Compensazione della dispersione pre,

post e in linea, FEC, amplificazione Raman

Compensazione della dispersione pre, post e in linea,

amplificazione Raman

Compensazione di pendenza e valor medio

della dispersione cromatica, amplificazione

Raman

Velocit di cifra

(bit rate) [Gbit/s]

Spaziatura tra i canali

[GHz]

Lunghezza dei col-legamenti senza

rigenerazione [km]

C

C + L

C

450

840

> 1000

100

50

50

10

10

10

[11]C25010040

32

128

80

32

Compensazione di pendenza e valor medio

della dispersione cromatica, FEC, amplificazione Raman

[12]C + L821004080

Tabella 2 Esempi di trasmissione DWDM a 10 ed a 40 Gbit/s su fibra rispondente allaraccomandazione G.652.



Enti di normativa per le fibre e i cavi ottici

I principali Comitati di normalizzazione all'interno dei quali operano i Gruppi di lavoronel settore delle fibre ottiche sono quattro: l'ITU-T e l'IEC a livello internazionale, l'ETSIe il CENELEC a livello europeo (tabella A). I Comitati hanno non solo competenze geo-grafiche diverse, ma anche differenti finalit: ITU-T e ETSI operano entrambe sulla nor-mativa attinente alle applicazioni nelle telecomunicazioni, mentre IEC e CENELEC ope-rano su una normativa essenzialmente orientata al prodotto industriale.

Sono state stabilite, tuttavia, relazioni molto strette fra i diversi Comitati, alcune forma-lizzate da precisi accordi di cooperazione come quelli tra IEC e CENELEC e tra ETSI eCENELEC; altre meno formali, ma operanti di fatto attraverso tecnici di collegamento(liaison) tra Gruppi di lavoro omologhi. Queste cooperazioni servono naturalmente sia aevitare duplicazioni di lavoro sia a stimolare possibili sinergie.

Nel seguito saranno descritti piin particolare i singoli Comitati ele relative strutture.

L I T U - T ( I n t e r n a t i o n a lTelecommunication Union -Telecommunication standardi-zation sector) organizzato inGruppi di studio, SG (StudyGroup), allinterno dei qualisono esaminati diversi quesiti,Q (Question), che trattano spe-cificamente i vari temi allo stu-dio. I quesiti sono a loro voltaraggruppati sotto gruppi dilavoro, WP (Working Party),all interno dello SG. NelloSG15 (Transport Networks,System and Equipment), i lWP4 (Transmission) esamina,tra gli altri argomenti, nel que-sito 15/15 (Characteristicsand Test Methods of opticalfibres and cables), le caratteri-stiche trasmissive dei cavi infibra ottica. Nel Gruppo di stu-dio SG6 (Outside Plants), sicurano gli aspetti di costru-zione, installazione e manuten-

zione dei cavi ottici. Nel WP2 (Application of products) il quesito Q.8 esamina gliaspetti costruttivi dei cavi ottici per le differenti applicazioni impiantistiche.

LITU-T redige raccomandazioni che sono generalmente tenute in grande considerazionedallindustria manifatturiera e dagli operatori di telecomunicazioni e rappresentano quasisempre gli standard de-facto.

LIEC (International Electrotechnical Commission) lEnte incaricato della prepara-zione di norme nel settore dellelettronica e delle relative tecnologie. Il lavoro di prepara-zione degli standard e di altri documenti tecnici svolto attraverso i Comitati tecnici, TC(Technical Committee), e i Sottocomitati, SC (SubCommittee). In questambito le atti-vit inerenti ai portanti ottici fanno capo al Comitato tecnico TC 86 (Fibre Optics) il cuiSottocomitato SC 86A (Optical Fibres and Cables) si occupa di fibre ottiche e di cavi. IlSottocomitato SC86A ha due gruppi di lavoro WG1 (Fibers) e WG3 (Cables). L'IECredige nel campo dei portanti ottici, norme internazionali e rapporti tecnici informativi(privi per di valore cogente).

ITU

-T

Comitato Tecnico TC86

Sotto-Comitato SC86A

Gruppo di lavoro WG1

Fibre ottiche

Fibre e cavi ottici

Fibre ottiche (60793-2)

Working Party 4

Gruppo di studio SG15

Quesito Q.15

Reti di trasporto

Reti di trasporto ottiche

Caratteristiche e metodi di verificaper fibre e cavi ottici (G.652; G.653; G.655)

Comitato Tecnico TM

Gruppo di lavoro TM1

Working Party 1

Trasmissione e multiplazione

Reti, fibre e cavi

Fibre cablate e componentiottici passivi

Comitato Tecnico TC86Fibre e cavi ottici

Working Party 2

Gruppo di studio SG6

Quesito Q.6

Impianti esterni

Applicazioni dei prodotti

Costruzione dei cavi ottici

IEC

ITU

- T

ET

SI

CENELEC

Tabella A Principali gruppi di lavoro di normalizzazione operanti nelsettore portanti ottici.



In ETSI (European Telecommunications Standard Institute) la struttura prevede unComitato tecnico TM (Transmission and Multiplexing) che comprende alcuni Gruppi dilavoro, WG. Ogni WG costituito da Working Parties e Special Expert Groups. Le atti-vit di standardizzazione inerenti le fibre sono trattate nel WP1 (Cabled Fibres andPassive Optical Components) del WG TM1 (Core Networks, Fibres and Cables).

Il CENELEC (Comit Europen de Normalisation ELECtrotechnique) si occupa dellanormativa su fibre e cavi ottici nel Comitato Tecnico TC86A: Optical Fibres and Cables.Il CENELEC produce specifiche generiche e di prodotto sotto forma di norme europee, leEN (European Norm), che sono recepite allinterno della Comunit europea e non pos-sono essere modificate sul piano nazionale.

In particolare acquista notevole importanza il rapporto di cooperazione che esiste traCENELEC e la sua controparte internazionale IEC, che permette, tramite procedura divotazione parallela, di non duplicare a livello europeo i lavori gi in corso di definizionea livello internazionale e di incorporare quindi le norme IEC, eventualmente modifican-dole a livello europeo. CENELEC ha inoltre instaurato un accordo di cooperazione conETSI per la preparazione delle norme europee.

Il lavoro di normazione su fibre e cavi ormai in corso da diversi anni e ha quindi rag-giunto un buon livello di maturit sia in campo internazionale (ITU-T e IEC) che europeo(ETSI e CENELEC). Sono stati preparati numerosi documenti e norme riguardanti i prin-cipali prodotti disponibili oggi sul mercato.

ITU-T ha emesso raccomandazioniper le fibre multimodo [21] e perle fibre singolo-modo [3; 4; 5;22]. Unultima raccomandazione[23] riporta le definizioni deiparametri trasmissivi e geometricied i relativi metodi di misuracomuni a tutte le categorie difibre singolo-modo descritte nelleraccomandazioni (tabella B).

IEC ha pubblicato una serie didocumenti, sia per le fibre sia peri cavi, in cui sono descritti imetodi di misura per la caratteriz-zazione dei parametri meccanici, geometrici, trasmissivi e ambientali. Sono state, inoltre,pubblicate le specifiche di tutti i principali tipi di fibre disponibili sul mercato, anche diquelle non utilizzate strettamente nel settore delle telecomunicazioni. Il Sottocomitato86A/WG1 ha rivisto i valori dei parametri caratteristici delle fibre SM [24].

Un tema che lIEC ha particolarmente approfondito riguarda la dispersione di polarizza-zione, PMD (Polarisation Mode Dispersion), sulla quale stato preparato un rapportotecnico contenente tutti i metodi di misura oggi utilizzati [25].

A livello europeo ETSI e CENELEC, grazie anche allefficace rapporto di cooperazioneinstaurato tra i due Enti, hanno prodotto una serie di norme europee, le EN (EuropeanNorms), che recependo i requisiti funzionali richiesti dallETSI, incorporano gli aspettiattinenti alle applicazioni nelle telecomunicazioni del particolare portante ottico conside-rato.

Nel caso delle fibre, ad esempio, i requisiti funzionali delle I-ETS emesse dallETSI sonostati completamente inseriti nelle rispettive EN prodotte dal CENELEC che sono struttu-rate, come le corrispondenti norme IEC, in GS (Generic Specification) contenenti anchei metodi di misura, in SS (Sectional Specification) contenenti le caratteristiche comunidi ogni classe di fibre (multimodo e singolo-modo) e in FS (Family Specification) conte-nenti le caratteristiche specifiche di ogni tipo di fibra considerato.

Tipo IEC

B1.1

B1.2

B2

B3

B4

ITU

1) Fibre convenzionali (a dispersione non spostata)

3) Fibre a perdite minimizzate a 1550 nm

2) Fibre a dispersione spostata (DS)

4) Fibre a dispersione appiattita

5) Fibre a dispersione non nulla (NZD)

G.652

G.654

G.653

-

G.655

Tabella B Riferimenti normativi relativi ai diversi tipi di fibre sin-golo modo oggi impiegate.



Solo di recente stato proposto un DCG a largabanda (30 nm) operante in banda C [14]. Poich ilmercato di questi moduli di compensazione non ancora molto ampio, il costo dei dispositivi piuttostoelevato, ma risulta trascurabile su quello totale delsistema. Il costo di un OFA con modulo di compensa-zione poi in genere ben al di sotto di quello relativoai rigeneratori Nx10 Gbit/s.

Per quanto riguarda lallocazione dei moduli dicompensazione, va ricordato che essi possono essereinseriti nel trasmettitore (pre-compensazione), nel rice-vitore (post-compensazione) oppure in corrispondenzadegli amplificatori di linea (compensazione in linea) tra idue stadi di cui i collegamenti sono composti.

In questi ultimi tempi stato presentato unnuovo tipo di fibra G.652, caratterizzato da unabassa attenuazione nella banda spettrale da 1360 nma 1400 nm per soppressione del picco di assorbi-mento OH. Il nuovo tipo di fibra stato realizzatoper essere impiegato - almeno in un primo tempo -nelle reti metropolitane DWDM ed simile allefibre G.652 per quanto riguarda la dispersione cro-matica. Poich tuttavia presenta unattenuazioneminore nella banda compresa tra 1360-1460 nm, essaconsente di ospitare pi canali WDM, in relazionealla disponibilit di sorgenti ottiche operanti in que-sta regione dello spettro.

4.2 Applicazioni sistemistiche per fibra a dispersione spostata G.653

La fibra G.653 stata ideata per applicazioni inuno scenario in cui lincremento di prestazioni potevaessere ottenuto solo mediante lincremento della fre-quenza di cifra del portante ottico (approccio TDMelettrico).

Grazie alla dispersione trascurabile di questa fibra,era possibile spostare i limiti incontrati nella trasmis-sione di canali modulati a 10 Gbit/s su fibra G.652(allepoca non erano infatti ancora disponibili i com-pensatori della dispersione cromatica).

In questa situazione, lultimofattore limitante rimaneva ladispersione di polarizzazione, PMD(Polarisation Mode Dispersion). LaPMD della G.653 da due a trevolte maggiore di quella delle fibreG.652 (0,4 - 0,7 ps/ km rispetto a0,1-0,2 ps/km). I valori di PMDconsentono collegamenti di centi-naia di chilometri a 10 Gbit/s; marisultano estremamente penaliz-zanti a 40 Gbit/s, riducendo la lun-ghezza di rigenerazione ad alcunedecine di chilometri e richiedendolimpiego di tecniche di compensa-zione e di mitigazione della PMD.La fibra G.653, a causa della suabassa dispersione cromatica inbanda C, assai critica se usata intrasmissioni DWDM, dato che glieffetti di intermodulazione nonlineare causati dal FWM, diventanoparticolarmente marcati [15].Questo

inconveniente pu essere superato con una spazia-tura larga e disuniforme dei canali. Il numero deicanali in banda C risulta perci limitato da otto a dodici,e si ha quindi una capacit massima aggregata trasporta-bile da un sistema N x 2,5 Gbit/s di 20-30 Gbit/s.

Con questa fibra, la frequenza di cifra per canalepu essere aumentata a 10 Gbit/s in banda C, senzache sia necessario compensare la dispersione croma-tica, purch si prendano provvedimenti che permet-tano di mitigare gli inconvenienti dovuti al FWM.

In questo caso possibile ottenere facilmentecapacit aggregate dellordine di 80-120 Gbit/s (cio,8-12 x 10 Gbit/s). Abbinando lamplificazione Ramanalle tecniche per mitigare lincidenza degli effetti nonlineari, stata dimostrata la possibilit di trasmetterefino a cento canali a 10 Gbit/s in banda C (spaziaturadi 25 GHz) su 175 km di fibra G.653 [16].

Il limite superiore alla capacit massima della fibraG.653 imposto dal FWM, pu essere superato ricor-rendo alluso della banda L (1565-1625 nm). Nelcampo spettrale oltre 1565 nm, la fibra G.653 ha unadispersione sufficientemente elevata e tale da ren-dere, in genere, quasi trascurabili le penalit dovuteal FWM (come nel caso della fibra G.655 in banda C),e di consentire anche la trasmissione di pi canali a40 Gbit/s. Mediante limpiego di codici di correzionedi errore di tipo FEC (Forward Error Correction) e dicompensatori della dispersione - inevitabili a questefrequenze di cifra - stata verificata la trasmissione disedici canali a 40 Gbit/s in banda L [17].

Questa scelta tecnologica, resa disponibile sin daiprimi mesi del 2000 da parte di alcuni fornitori, giustificata nei casi in cui necessario impiegarelintera capacit del collegamento. A causa dellelimitazioni trasmissive e delle problematiche dovutealla necessit di mitigare diversi effetti sopra citati,la fibra G.653 non pi utilizzata nelle nuove instal-lazioni, ed stata sostituita dalla fibra G.655. Negliimpianti esistenti lutilizzo della banda L a 10 Gbit/spermette, tuttavia, notevoli incrementi della capa-cit trasmissiva.

Fibra ottica cablata per un cavo sottomarino.



4.3 Applicazioni sistemistiche per fibra a dispersione nonnulla G.655

Le caratteristiche pi interessanti per applica-zioni di sistemi terrestri DWDM sono fornite ingenerale dalle fibre a dispersione positiva con ampiaarea efficace e con bassa pendenza della dispersionecromatica.

Tutte le nuove fibre G.655 presentano buonecaratteristiche di attenuazione e di geometria.Particolare attenzione in genere riservata al pro-cesso costruttivo per ridurre il pi possibile laPMD che pu rivelarsi dannosa allorch si aumentala velocit trasmissiva del canale. Per le sue carat-teristiche trasmissive la fibra G.655 adatta persistemi DWDM e, in particolare, perlutilizzo nelle dorsali dove previstoun sensibile aumento di traffico.

Le fibre G.655 con dispersionepositiva sono compatibili con la tra-smissione in banda L, anche sesarebbe auspicabile, una pendenzadella curva di dispersione minore, inmodo da ridurre i valori di dispersionealle lunghezze donda superiori e danon perdere i vantaggi economiciofferti da un utilizzo ridotto dei modulidi compensazione.

Le fibre G.655, a dispersionenegativa, non possono invece essereimpiegate in questa regione spettrale,dove si trova lo zero di dispersione, acausa della maggiore incidenza deglieffetti non lineari. Queste fibre sonoprincipalmente impiegate nei collega-menti sottomarini, poich la compen-sazione periodica della dispersionepu essere ottenuta con tratte di fibraG.652.

Le fibre G.655, con area efficacealta e con una ridotta pendenza della curva di disper-sione, riducono gli effetti negativi dei fenomeni nonlineari. In particolare una bassa pendenza della curvadi dispersione semplifica la compensazione delladispersione, che sempre necessaria sia per trasmet-tere pi canali a 10 Gbit/s su distanze di 300-400 km,sia per sopprimere le distorsioni dovute alla XPM(Cross-Phase Modulation). Le distorsioni di XPM poi,sono pi alte nel regime di dispersione moderata,tipica delle fibre G.655. La XPM risulta essere perci,a un primo esame, leffetto non lineare pi dannosoper queste fibre anche se meno penalizzante [18]. Lefibre G.655 non sono, perci, completamente immunida problemi di trasmissione.

In linea di principio, le fibre G.655 consentono direalizzare trasmissioni fino a centosessanta canaliWDM, modulati a 10 Gbit/s (che utilizzano ancheamplificatori operanti in banda L e compensatori didispersione). I limiti reali nella trasmissione DWDMa capacit aggregate che superano 1 Tbit/s non sonotuttavia perfettamente noti, essendo oggi ancoraoggetto di studio. Anche il confronto tra le fibreG.655 e quelle G.652 non ha permesso finora di effet-tuare una scelta tra i due tipi di fibra.

Le fibre G.655, per la bassa dispersione da essepresentata, consentono velocit di modulazione percanale fino a 40 Gbit/s. Diversi sono infatti gli esperi-menti che si stanno conducendo a questo scopo neipi importanti laboratori dei centri di ricerca e deicostruttori di apparati trasmissivi [19, 20].

In pratica, le fibre G.655 dellultima generazionesono adatte alla trasmissione simultanea di 40 canali a10 Gbit/s canali su tratte di alcune centinaia di chilo-metri, con intervalli di amplificazione di 80-100 km.Una certa attenzione deve comunque essere postanella scelta delle caratteristiche della fibra (area effi-cace, parametri di dispersione, PMD) che dovrebberoessere individuate in base alle caratteristiche di tra-smissione del sistema DWDM previsto.

5. Conclusioni

In questarticolo sono state analizzate le caratteristi-che di trasmissione di fibre ottiche oggi disponibili incommercio, rispondenti alle raccomandazioni ITU-Tin relazione alle principali aree applicative. statodato rilievo alle prestazioni delle fibre G.652, G.653 eG.655 nelle applicazioni di sistemi DWDM ad altacapacit su collegamenti a lunga distanza. Sono statiquindi esaminati i problemi di trasmissione con parti-colare riferimento ad alcuni dei principali effetti nonlineari della fibra.

stato anche sottolineato che la fibra G.652,oltre a essere un prodotto ben consolidato, univoca-mente standardizzato e ampiamente diffuso in tutti iPaesi, consente di ottenere prestazioni con sistemiDWDM ad alta capacit, confrontabili con quelledelle pi recenti fibre G.655.

La fibra G.653, per la bassa dispersione cromaticada essa presentata, risulta non essere propriamenteadatta a trasmissioni DWDM, a meno che non si usila trasmissione in banda L, oppure particolari accorgi-menti, quali lamplificazione Raman o altre tecnicheper mitigare gli effetti non lineari in banda C.

A sinistra, la preforma nella fase di stoccaggio.



La produzione di questo tipo di fibra ormai statasospesa, tranne che in Giappone, a favore dei nuovitipi di fibra G.655. Per i gestori delle reti di telecomu-nicazioni che hanno gi installato questo tipo di fibranei propri collegamenti, lutilizzo della banda L rap-presenta unottima soluzione per sfruttarne meglio lepotenzialit, anche alla luce dei costi che si dovreb-bero sostenere per posare nuovi portanti.

Per quanto riguarda la fibra G.655, essa non sem-bra essere ancora la soluzione vincente per le trasmis-sioni DWDM: nel campo della ricerca grandi sforzisono, infatti, oggi indirizzati a rendere minimo lim-patto degli effetti non lineari (XPM).

stato, infine, chiarito che, indipendentementedal tipo di fibra utilizzato, la nuova generazione disistemi DWDM ad alta capacit e con elevata fre-quenza di cifra (superiore a 10 Gbit/s), sar caratteriz-zata da un impiego quasi sistematico di moduli checompensano la dispersione cromatica e la pendenzadella curva di dispersione.

[1] Kao, C.K.; Hockham, G.A.: Dielectric-fibre sur-face waveguides for optical frequencies.Proceedings IEE, Vol. 113, n. 7, luglio1966, pp. 1151-1158 - ripreso anche in:Notiziario Tecnico Telecom Italia,Supplemento al n. 3/1996, pp. 14-21.

[2] Kapron, F.P.; Keck D.B.; Maurer R.D.: Appl.Phys. Lett. 17, 423, 1970.

[3] Characteristics of a single-mode optical fibre cable.ITU-T Rec. G.652.

[4] Characteristics of a dispersion shifted single-modeoptical fibre cable. ITU-T Rec. G.653.

[5] Characteristics of a non-zero dispersion single-modeoptical fibre cable. ITU-T Rec. G.655.

[6] Optical interfaces for multichannel systems withoptical amplifiers. ITU-T Rec. G.692.

[7] http://www.cisco.com/warp/public/cc/pd/olpl/olcr/on15800http://www.nortelnetworks.com/products/01/optera/long_haul/1600/index.htmlhttp://www.bell-labs.com/innovate98/optnet/opt-net4.htmlhttp://www.marconi.com/html/solutions/plx4080160.htmhttp://www4.alcatel.com/products/productsbytechno-logy.jhtml?_DARGS=%2Fproducts%2Finclude%2Fdropdowns.jhtml.1http://www.siemens.com/page/1,3771,209219-1-999_1_0-0,00.html

[8] Blondel, J-P.; Brandon, E.; Labrunie, L.; Roux,P.L.; Toullier, D.; Zarris, G.: Error free32x10Gbit/s unrepeatered transmission over 450 km. ECOC 99, Nice, settembre 1999, postdead line paper PD2-6, p. 34.

[9] Terahare, T.; Hoshida, T.; Kumasako, J.;Omeka, H.: 128 x 10.66 Gbit/s transmission over840 km standard SMF with 140 km optical repeaterspacing (30.4 dB loss) employing dual-band distri-buted Raman amplification. OFC 00, Baltimora,marzo 2000, post dead line paper PD-28.

[10] Marcerou, J.F.; Pitel, F.; Vareille G. et al.:From 40 to 80 x 10Gbit/s DWDM transmissionfor ultra long haul terrestrial transmission above3000 km. OFC 01, Anaheim, marzo 2001,paper ME3.

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[12] Chen, D.; Wheeler, S.; Nguyen, D. et al.: 3.2Tbit/s field trial (80 x 40 Gbit/s) over 3 x 82 kmSSMF using FEC, Raman and tunable dispersioncompensation. OFC 01, Anaheim, marzo 2001,post dead line paper PD-36.

[13] Gnauck, A.H.; Garrett, l.D.; Danziger, Y.; Levy,U.; Tur, M.: Dispersion and dispersion slope com-pensation of NZDSF for 40 Gbit/s operation overthe entire C band. OFC 00, Baltimora, marzo2000, post dead line paper PD-8.

CENELEC Comit Europen de NormalisationELECtrotechnique

DCF Dispersion Compensating FibreDCG Dispersion Compensating GratingsDS Dispersion Shifted fiberDWDM Dense Wavelength Division

MultiplexingEDFA Erbium-Doped Fibre AmplifierEDTFA Erbium-Doped Tellurite Fibre

AmplifierEN European NormETSI European Telecommunications

Standard InstituteFEC Forward Error CorrectionFS Family SpecificationFWM Four Wave MixingGS Generic SpecificationIEC International Electrotechnical

CommissionITU-T International Telecommunication

Union - Telecommunication standar-dization sector

IVD Inside Vapour DepositionMCVD Modified Chemical Vapour DepositionNZD Non-Zero DispersionOFA Optical Fibre AmplifiersOVD Outside Vapour DepositionPMD Polarisation Mode DispersionSC SubCommitteeSG Study GroupSM Single ModeSPM Self Phase ModulationSS Sectional SpecificationTC Technical CommitteeTM Transmission and MultiplexingVAD Vapour Axial DepositionWP Working PartyXPM Cross-Phase Modulation



[14] Brennan III, J.F.; Hernandez, E.; Valenti, J.A.et al.: Dispersion and dispersion slope correctionwith a fiber Bragg grating over the full C band.OFC 01, Anaheim, marzo 2001, post dead linepaper PD-12.

[15] Agrawal, G.P.: Non linear fibre optics. AcademicPress, II Ed., 1995.

[16] Takashina, K.; Shibano, E.; Taga, H.; Goto,K.: 1 Tbit/s (100 ch x 10 Gbit/s) WDM repeater-less transmission over 200 km with RamanAmplifier. OFC 00, Baltimora, marzo 2000,paper FC8.

[17] Hirano, A.; Yonenga, K.; Miyamoto, Y. et al.:640 Gbit/s (16 ch x 42.7 Gbit/s) WDM L-bandDSF transmission with 25 nm bandwidth slopecompensator. ECOC 00, Monaco di Baviera,settembre 2000, Vol. 4, pp.15-16.

[18] Furst, C.; Scheerer, C.; Mohs, G.; Elbers, J-P.;Glingener, C.: Influence of the dispersion map onlimitations due to cross-phase modulation in WDMmultispan transmission systems. OFC 01,Anaheim, marzo 2001, paper MF4.

[19] Bigo, S.; Frignac, Y.; Chalet, G.; Borne, S. et al.:10.2 Tbit/s (256 x 42.7 Gbit/s PDM/WDM) tran-smission over 100 km of Teralight fibre with 1.28bit/s/Hz spectral efficiency. OFC 01, Anaheim,marzo 2001, post dead line PD-25.

[20] Zhu, B.; Leng, L.; Nelson, L.E. et al.: 3.08Tbit/s (77 x 42.7 Gbit/s) transmission over 1200 kmof non-zero-dispersion-shifted fiber with 100 kmspan using C and L band distributed Raman ampli-fication. OFC 01, Anaheim, marzo 2001, postdead line PD23.

[21] Characteristics of a 50/125 m multimode gradedindex optical fibre cable. ITU-T Rec. G.651.

[22] Characteristics of a 1550 nm wavelength loss mini-mized single-mode optical fibre cable. ITU-T Rec.G.654.

[23] Definition and test methods for the relevantparameters of single-mode fibres. ITU-T Rec.G.650.

[24] Sectional Specification for B singlemode fibre. IEC60793-2-50, Edition 1.

[25] Polarisation-mode dispersion measurement techniquesfor single-mode optical fibres. IEC 60793-1-48.

Alberto Rossaro si laureato in IngegneriaElettronica nel 1989 presso il Politecnico diTorino. Nel 1988 ha iniziato la suacollaborazione con CSELT (oggi TILAB), doveha svolto la tesi di laurea su un sistema amicroprocessore per lautoallineamento di uninterferometro laser per la costruzione di fibreottiche. Da allora si occupato di metodi dimisura, caratterizzazione e qualificazione difibre ottiche, maturando significativeesperienze soprattutto per quanto riguarda gli

aspetti trasmissivi: misure di MFD, misure riflettometriche, aspettidi dispersione cromatica e di dispersione di polarizzazione (PMD).Dal 1993 ha iniziato a partecipare ai pi importanti Enti dinormativa: delegato italiano nel Sottocomitato IEC SC86AOptical Fibres ed Liaison Officier tra CENELEC TC86Optical Fibres and cables ed ETSI TM1/WP1 Cabled Fibresand Passive Optical Components, di cui recentemente diventatoChairman. Da pi di un anno si occupa della caratterizzazione dellefibre ottiche della rete paneuropea, di sistemi di gestione diapparati WDM e di aspetti sistemistici dovuti ai fenomeni didispersione. autore di circa quaranta articoli tecnici per riviste econvegni internazionali.

Tiziana Tambosso si laureata con lodeallUniversit di Pavia nel 1983. Ha operato perdue anni in SGS (oggi ST Microe-lectronics),come progettista di circuiti microelettronici perlapplicazione nelle telecomunicazioni. Nel1988 ha conseguito il Dottorato di Ricerca inIngegneria Elettronica, presso lUniversit diPavia, conducendo ricerche nel settoredelloptoelettronica, componenti ottici passivi esensoristica in fibra ottica. Dal 1989 al 1993 haguidato un gruppo di ricerca presso la

direzione R&D della SIRTI, sviluppando accoppiatori in fibraottica, attenuatori ottici e amplificatori in fibra ottica. Dal 1993lavora in CSELT (oggi TILAB) dove ha svolto ricerche nel settoredegli amplificatori ottici e dei componenti passivi in fibra ottica siacome responsabile di un gruppo di ricerca, sia, attualmente, comeresponsabile di progetto. Dal 1993 al 1997 stata Segretario delSottocomitato IEC SC86B per la standardizzazione deicomponenti passivi in fibra ottica. Detiene otto brevetti ed autore di pi di quaranta lavori su riviste o per convegniinternazionali. Inoltre, membro della AEI (AssociazioneElettrotecnica Italiana), da cui ha ricevuto due premi; seniormember della IEEE ed segretario dellItalian Chapter IEEELEOS (Laser and Electro Optic Society).

Daniele Cuomo, laureato in Fisica pressolUniversit Federico II di Napoli nel 1982, si occupato di propagazione elettromagneticapresso la Facolt di Ingegneria della stessaUniversit fino al 1988, anno nel quale statoassunto dalla Fibre Ottiche Sud F.O.S. S.p.A.,azienda italiana manifatturiera di fibre otticheper telecomunicazioni, di propriet del GruppoPirelli. Si occupato inizialmente di ricerchesulla propagazione in fibra e sulle tecniche dicaratterizzazione del prodotto, per poi diventare

responsabile della Qualit e dellAssistenza tecnica ai Clienti. Hapartecipato assiduamente, a partire dal 1989, a diversi comitati distandardizzazione, nazionali e internazionali, come delegato nazionaleallIEC SC86A, allo SG15 in ITU-T, al CENELEC TC SC86A. Hainsegnato, per diversi anni, Ottica e comunicazioni ottiche pressolUniversit di Salerno e di Benevento.

Francesco Montalti ha conseguito la laurea inFisica presso lUniversit La Sapienza diRoma nel 1976, meritando la lode. Dal 1979 al1985 ha svolto attivit di ricerca sulle fibreottiche presso il Laboratorio Centrale delleIndustrie Face Standard (ITT) a Pomezia. Nel1985 stato assunto in SIP (oggi TelecomItalia) presso la Direzione Generale, dove si occupato dello sviluppo dei cavi in rame e infibra ottica e degli accessori di rete e dellaqualificazione dei relativi costruttori. ora

responsabile delle Specifiche Tecniche dei cavi e materiali per larete di accesso nellambito della Linea Ingegneria delleInfrastrutture di Domestic Wireline di Telecom Italia. Ricoprecariche a livello nazionale ed internazionale negli Enti normativi, inparticolare le Presidenze dello Study Group 6 (Outside Plant)dellITU-T e del Sottocomitato 86B (Componenti Passivi) del CEI. autore di numerose pubblicazioni.

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