Capire gli standard ITU-T per diverse fibre ottiche

Aggiornato il 28 Feb 2023 by

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La nuova architettura di rete ottica 5G richiede un'elevata larghezza di banda e una bassa latenza. I fornitori di cavi in fibra ottica si stanno pertanto attrezzando per affrontare le sfide della produzione di nuovi prodotti legati per l'implementazione della rete 5G. Negli ultimi anni sono state introdotte fibre ottiche innovative per soddisfare i requisiti 5G dalle reti core a quelle di accesso, come la fibra TXF™, la fibra SMF-28 Ultra e la fibra SMF-28 Ultra 200 del fornitore globale di fibre ottiche Corning. Le tre fibre sono conformi rispettivamente agli standard ITU-T G.654.E, ITU-T G.652.D e ITU-T G.657.A1. Quali sono i tipi di standard ITU-T per le fibre ottiche? Quali sono le somiglianze e le differenze tra loro?

Gli standard ITU-T, noti anche come raccomandazioni ITU-T, descrivono le proprietà geometriche e trasmissive dei cavi in fibra ottica multimodali e monomodali. Attualmente sono sette le raccomandazioni ITU-T comuni in vigore alla data di pubblicazione: ITU-T G.651.1, ITU-T G.652, ITU-T G.653, ITU-T G.654, ITU-T G.655, ITU-T G.656 e ITU-T G.657.

ITU-T G.651.1 - Fibra multimodale graded-index 50/125µm per sistemi FTTH

Lo standard ITU-T G.651.1 è stato sviluppato sulla base dello standard ITU-T G.651, ritirato nel 2008. Definisce la fibra multimodale ad indice graduale 50/125µm utilizzata nella regione della banda 850nm o 1300nm o in alternativa può essere utilizzata contemporaneamente in entrambe le regioni di lunghezza d'onda. Come indicato nella tabella seguente, questa fibra presenta un raggio di curvatura di 15 mm. Poiché non esiste un'altra fibra multimodale che definisca un raggio di curvatura più stretto, questa fibra può essere considerata una fibra multimodale insensibile alla curvatura. Recentemente, la fibra G.651.1 è stata applicata principalmente per edifici multi-tenant/abitazioni nelle reti FTTH, nonché per funzioni nelle reti aziendali, come l'architettura Fiber to the Zone (FTTZ).

	Diametro del rivestimento e diametro del nucleo	Perdita di macrobend	Attenuazione	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.651.1	125 ±2 µm; 50 ±3 µm	15 mm	Massimo a 850 nm: 1 dB Massimo a 1300 nm: 1 dB Massimo a 850 nm: 3.5 dB/km Massimo a 1300 nm: 1.0 dB/km	850 nm; 1300 nm	Supportare le architetture FTTH e FTTZ; Raccomandare l'uso della fibra multimodale al quarzo per le reti di accesso in ambienti specifici.

ITU-T G.652 - Fibra monomodale standard per sistemi CWDM

ITU G.652 è il primo standard per la fibra monomodale specificato dall'ITU-T. Comprende quattro revisioni: G.652.A, G.652.B, G.652.C e G.652.D. Tra queste, le fibre G.652.A e G.652.B sono oggi raramente utilizzate a causa delle prestazioni inferiori nelle moderne applicazioni WDM. Mentre le fibre G.652.C e G.652.D presentano un picco d'acqua ridotto (ZWP - Zero Water Peak), consentendone l'utilizzo nella regione di lunghezze d'onda comprese tra 1310 nm e 1550 nm a supporto della trasmissione CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexed). La fibra G.652.D è la tecnologia più aggiornata oggi, non solo garantendo il massimo ritorno degli investimenti, ma offre anche la migliore protezione ed è raccomandata come fibra di scelta quando si utilizza la fibra ottica monomodale nella maggior parte dei casi di applicazione attuali.

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.652.A	Massimo PMDQ=0.5 ps/√ km	Bande O e C	Supporta applicazioni come quelle raccomandate da ITU-T G.957 e G.691 fino a STM-16, nonché 10 Gbit/s fino a 40 km (Ethernet) e STM-256 per ITU-T G.693.
G.652.B	Attenuazione massima specificata a 1625 nm. Massimo PMDQ=0.2 ps/√ km	Bande O, C e L	Supporta applicazioni a velocità di trasmissione superiore fino a STM-64, come quelle previste da ITU-T G.691 e G.692, e STM-256 per le applicazioni previste da ITU-T G.693 e G.959.1.
G.652.C	Attenuazione massima specificata a 1383 nm (uguale o inferiore a 1310 nm). Massimo PMDQ=0.5 ps/√ km	Bande O, E, S, C e L	Simile al G.652.A, ma questo standard consente la trasmissione in porzioni di una gamma di lunghezze d'onda estesa da 1360 nm a 1530 nm. È adatto ai sistemi CWDM.
G.652.D	Attenuazione massima specificata da 1310 a 1625 nm. Attenuazione massima specificata a 1383 nm (uguale o inferiore a 1310 nm). Massimo PMDQ=0.2 ps/√ km	Bande O, E, S, C e L	Simile al G.652.B, ma questo standard consente la trasmissione in porzioni di una gamma di lunghezze d'onda estesa da 1360 nm a 1530 nm. È adatto ai sistemi CWDM.

ITU-T G.653 - Fibra ottica monomodale a dispersione per trasmissioni a lunga distanza

L'ITU G.653 definisce la fibra monomodale a dispersione spostata che presenta un valore di dispersione zero intorno alla lunghezza d'onda di 1550 nm, dove l'attenuazione è minima. Esistono due categorie di fibre per la Raccomandazione G.653: G.653.A e G.653.B, entrambe funzionanti nella regione della lunghezza d'onda di 1550 nm e che potrebbero funzionare intorno a 1310 nm a condizione che il coefficiente di attenuazione sia inferiore a 0,55 dB/km. Attualmente la fibra G.653 viene utilizzata raramente ed è stata sostituita dalla fibra G.655 per le applicazioni WDM; il motivo è che i canali allocati vicino ai 1550 nm nella fibra G.653 sono gravemente influenzati dal rumore indotto dagli effetti non lineari causati dal Four-Wave Mixing (FWM è un effetto non lineare nei sistemi WDM).

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.653.A	Valore di dispersione cromatica pari a zero a 1550 nm. Attenuazione massima di 0,35 dB/km a 1550 nm. Massimo PMDQ=0.5 ps/√ km	1550 nm	Supporta applicazioni ad alta velocità di trasmissione a 1550 nm su lunghe distanze.
G.653.B	Attenuazione massima specificata solo a 1550 nm. Massimo PMDQ=0.2 ps/√ km	1550 nm	Con un basso coefficiente PMD, questo standard supporta applicazioni di trasmissione a velocità di bit più elevata rispetto a G.653.A.

ITU-T G.654 - Fibra monomodale cut-off shifted per reti sottomarine e terrestri a lunga percorrenza

La norma ITU-T G.654 riguarda le fibre ottiche monomodali con taglio spostato, ottimizzate per il funzionamento nella regione compresa tra 1500 e 1600 nm. Comprende cinque revisioni: G.654.A, G.654.B, G.654.C, G.654.D e G.654.E. Le fibre G.654.A, G.654.B, G.654.C e G.654.D sono adatte per applicazioni sottomarine a lungo raggio. Mentre la fibra G.654.E è stata progettata per le reti ottiche terrestri ad alta velocità a lungo raggio. È considerata un candidato promettente per ottimizzare le prestazioni di trasmissione delle reti ottiche a lungo raggio ad altissima velocità di prossima generazione. Per saperne di più sulla fibra G.654.E, si legga Soluzione in fibra ottica a lunga distanza ad alta velocità - Fibra monomodale G .654.E.

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.654.A	Attenuazione massima di 0,22 dB/km a 1550 nm. Massimo PMDQ=0.5 ps/√ km	1550 nm	Adatto per applicazioni di trasmissione digitale a lunga distanza, come sistemi di linee terrestri a lungo raggio e sistemi di cavi sottomarini che utilizzano un amplificatore ottico.
G.654.B	Attenuazione massima di 0,22 dB/km a 1550 nm. Massimo PMDQ=0,20 ps/√ km	1550 nm	Stesso sistema ITU-T di G.654.A e per applicazioni a lungo raggio ITU-T G.69.1 nella regione dei 1550 nm. Adatto anche per sistemi sottomarini WDM repeaterless a lunga distanza e di maggiori dimensioni con amplificatori ottici pompati a distanza in G.973. Anche per sistemi sottomarini con amplificatori ottici in G.977
G.654.C	Attenuazione massima di 0,22 dB/km a 1550 nm. Massimo PMDQ=0,20 ps/√ km	1550 nm	Adatta per applicazioni G.959.1 ad alta velocità di bit e lunga distanza.
G.654.D	Attenuazione massima di 0,20 dB/km a 1550 nm. Max PMDQ=0,20 ps/√ km	1550 nm	Adatta per sistemi sottomarini ad alta velocità di bit in G.973, G.973.1, G.973.2, e G.977.
G.654.E	Attenuazione massima di 0.23dB/km at 1550nm. Massimo PMDQ=0,20 ps/√ km	1550 nm	Simile alla ITU-T G.654.B, ma con una specifica di perdita di macropiegatura più piccola, equivalente a quella delle fibre ITU-T G.652.D, e una gamma più ristretta di MFD nominali. Per l'impiego come cavi terrestri con caratteristiche OSNR migliorate per supportare trasmissioni coerenti a più alta velocità di trasmissione, ad esempio sistemi 100G/200G/400G.

ITU-T G.655 - Fibra monomodale legacy a lunga distanza per sistemi CWDM

L'ITU-T G.655 definisce la fibra ottica monomodale a dispersione non zero con prestazioni specificate a 1550 nm e 1625 nm. Copre cinque categorie: G.655.A, G.655.B, G.655.C, G.655.D e G.655.E. Queste fibre sono state originariamente concepite per l'uso a lunghezze d'onda comprese tra 1530 e 1565 nm, ma è possibile adottare disposizioni per supportare lunghezze d'onda fino a 1625 nm e fino a 1460 nm. Le fibre G.655 erano molto diffuse prima del 2005 per i cavi WDM e a lunga distanza, adatti per applicazioni a lungo raggio e backbone. Tuttavia, la fibra G.652.D è caduta in disuso ed è stata sostituita dalla fibra G.652.D.

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.655.A	Attenuazione massima solo a 1550 nm. Valore CD inferiore rispetto alle categorie B e C.	Banda C	Supporta le applicazioni di trasmissione DWDM (G.692) nella banda C con una spaziatura dei canali fino a 200GHz.
G.655.B	Attenuazione massima specificata a 1550 e 1625 nm. Massimo PMDQ=0,5 ps/√ km	Bande C+L	Supporta le applicazioni di trasmissione DWDM (G.692) nella banda C+L con spaziatura dei canali fino a 100GHz.
G.655.C	Attenuazione massima specificata a 1550 e 1625 nm. Massimo PMDQ=0,2 ps/√ km	Banda O to C	Simile a G.655.B, ma consente applicazioni di trasmissione ad alta velocità di trasmissione per STM-64 (10 Gbps) fino a 2000 km. Adatto anche per STM-256 (40 Gbps).
G.655.D	Attenuazione massima specificata a 1550 e 1625 nm. Massimo PMDQ=0,2 ps/√ km	Banda C+L	Per lunghezze d'onda superiori a 1530 nm. Sono supportate applicazioni simili a quelle di G.655.B. Per lunghezze d'onda inferiori a 1530 nm, può supportare applicazioni CWDM a canali di 1471 nm e superiori.
G.655.E	Attenuazione massima specificata a 1550 e 1625 nm. Massimo PMDQ=0,2 ps/√ km	Banda C+L	Simile al G.655.D, ma con valori di CD più elevati per applicazioni con spaziatura dei canali ridotta.

ITU-T G.656 - Fibra a dispersione non-zero per sistemi CWDM e DWDM

La fibra ottica ITU-T G.656 è stata dedicata all'uso in sistemi a banda larga che utilizzano sia DWDM che CWDM, destinati a funzionare in finestre di lunghezza d'onda comprese tra 1460 e 1625 nm. L'attenuazione della fibra G.655 è bassa a 1460 nm - 1625 nm, ma quando la lunghezza d'onda è inferiore a 1530 nm, la dispersione è troppo bassa per il sistema WDM. Pertanto, la fibra G.656 non è adatta per le applicazioni che operano da 1460nm a 1530nm.

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.656	Attenuazione massima a 1460, 1550 e 1625 nm. Massimo PMDQ=0,2 ps/√ km	Bande S, C e L	Supporta sistemi CWDM e DWDM in un intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 1460 e 1625 nm.

ITU-T G.657 - Fibra monomodale insensibile alla curvatura per sistemi FTTH

L'ITU-T G.657 è l'ultima edizione dello standard per le fibre ottiche monomodali e specifica le caratteristiche delle fibre ottiche monomodali insensibili alla curvatura. Le fibre G.657 vengono applicate principalmente per le reti di accesso ottico a banda larga negli uffici delle telecomunicazioni e nei locali dei clienti in condomini e case unifamiliari. Esistono due categorie di fibre ITU-T G.657: G.657.A e G.657.B. La fibra G.657.A è conforme all'attuale ITU-T G.652.D, ma offre prestazioni di macropiegatura circa dieci volte migliori. La classe G.657.B è veramente insensibile alla curvatura, con prestazioni centinaia di volte migliori rispetto alle fibre monomodali tradizionali e circa decine di volte migliori rispetto alla classe G.657.A. La fibra G.657.B non è conforme ad alcuno standard ITU-T precedente. Le classi G.657.A e G.657.B possono essere ulteriormente suddivise in G.657.A1, G.657.A2, G.657.B2 e G.657.B3, che si distinguono per i requisiti di macropiegatura. Le fibre G.657.A2 e G.657.B3 hanno prestazioni di macropiegatura migliori rispetto alle fibre G.657.A1 e G.657.B2.

	Caratteristiche	Copertura della lunghezza d'onda	Applicazioni
G.657.A	A 15 mm di raggio, 10 giri, 0,25 dB massimo a 1550 nm, 1 dB massimo a 1625 nm. Massimo PMDQ=0,20 ps/√ km	Banda da O a L	Installazione di accesso ottimizzata per quanto riguarda la macro-curvatura, la perdita e altri parametri simili a quelli di G.652.D.
G.657.B	A 15 mm di raggio, 10 giri, 0,03 dB massimo a 1550 nm, 0,1 dB massimo a 1625 nm	Banda da O a L	Supporta l'installazione di reti di accesso ottimizzate con raggi di curvatura molto ridotti, applicate nei sistemi di gestione delle fibre e in particolare per le installazioni a distanza limitata.

Confronto tra le fibre G.651.1, G.651, G.652, G.655, G.656 e G.657

Come si può vedere dal discussione sopra, alcune delle fibre G.65x condividono caratteristiche simili e sono progettate per applicazioni simili. Qui di seguito vengono analizzate in dettaglio le loro differenze:

G.651.1 vs. G.657.A vs. G.657.B

Le norme G.651.1, G.657.A e G.657.B definiscono tutte fibre insensibili alla curvatura per i sistemi FTTH. Tuttavia, la fibra multimodale G.651.1 ha velocità di trasmissione dati più elevate per le comunicazioni a breve distanza. Pertanto, offre prestazioni migliori di qualsiasi fibra monomodale nei campus e in altre reti aziendali o ovunque la maggior parte dei collegamenti di rete sia inferiore a 100 o 250 metri. La fibra G.657.A è retrocompatibile con la fibra G.652.D esistente, consentendo di risparmiare sui costi di installazione e di implementazione grazie a un'integrazione perfetta e trasparente con il cablaggio in fibra G.652.D già installato. Quando si utilizzano le fibre G.651.1 e G.657.B è necessaria un'installazione completa, con un conseguente aumento dei costi. Il vantaggio della fibra G.657.B è la sua superiore insensibilità alla curvatura. Per le applicazioni completamente nuove da installare, è meglio utilizzare la fibra G.657.B, soprattutto negli edifici multi-tenant dove gli installatori devono affrontare ambienti difficili in cui il diametro di curvatura è molto basso.

G.652.D vs. G.655 vs. G.656

Le fibre G.652.D, G.655 e G.656 supportano sistemi CWDM o DWDM; ogni fibra presenta punti deboli e punti di forza nella trasmissione a lungo raggio. La G.652.D è una fibra a basso picco d'acqua con migliori prestazioni di attenuazione, supportando l'uso di sistemi CWDM. La fibra G.655 ha una bassa dispersione cromatica e supporta i sistemi a lungo raggio che utilizzano CWDM nella gamma di lunghezze d'onda da 1550 nm a 1625 nm. La fibra G.656 ha una dispersione cromatica media ed è ottimizzata per i sistemi a lungo raggio con sistemi DWDM e CWDM in un intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 1460 e 1625 nm.