Картини полів основних видів хвиль волоконного світловоду.

 

 

33.Световоды со смещенной дисперсией

Далеко не во всех одномодовых волокнах используется ступенчатый про­филь показателя преломления. Некоторые имеют более сложную структуру, позволяющую оптимизировать работу волокна на какой-либо одной длине волны. Например, волокно со ступенчатым профилем имеет нулевую моле­кулярную дисперсию на длине волны 1300 нм. Нулевая дисперсия важна для создания волокна с максимальной информационной емкостью. При длине волны 1550 нм дисперсия примерно в пять раз сильнее. Однако уровень затухания существенно ниже именно на длине 1550 нм:

• от 0.35 до 0.50 дБ/км при 1300 нм

• от 0.20 до 0.30 дБ/км при 1550 нм

Отличие в затухании и дисперсионных характеристиках волокна на двух приведенных длинах волн может быть использовано для дальнейшего улуч­шения его свойств. Волокно может работать в режиме с большей скоростью передачи на длине 1300 нм, но на меньшие расстояния, или при меньших скоростях, но на большие расстояния при 1550 нм.

Новейшие одномодовые волокна имеют структуру, которая позволяет до­стигать низких потерь и малой дисперсии на одной и той же длине волны. Таким образом, у системы появляется возможность работать на больших скоростях и на более дальние расстояния. Волокна со сдвигом дисперсии имеют структуру, позволяющую сдвинуть значение длины волны с нулевой дисперсией, обычно с 1300 к 1550 нм. Производятся также волокна с плоским профилем дисперсионной зависимости от длины волны, которые имеют низкую дисперсию в широком диапазоне длин волн.

34. Основні види дисперсії ВС.

Под дисперсией понимают увеличение длительности оптического импульса при прохождении им волоконного световода определенной длины, обычно 1 км.

Дисперсия определяет полосу пропускания световода и возникает из-за рассеяния во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Наличие этого эффекта приводит к увеличению длительности оптического импульса в процессе его прохождения по оптическому кабелю, к появлению межсимвольной интерференции (наложению фронтов двух соседних импульсов друг на друга) и к увеличению

Существует целая группа причин возникновения дисперсии
Дисперсия может возникать при большом количестве распространяемых по волокну мод (модовая дисперсия), которая зависит от типа профиля показателя преломления в используемом волокне. Дисперсия возникает из-за некогерентности источников излучения и наличия определенного спектра (а не одной длины волны) в передаваемом сигнале (хроматическая дисперсия). В реальных градиентных и одномодовых волокнах существенной может оказаться «профильная» дисперсия, которая возникает из-за флуктуации профиля показателя преломления (ППП), вызванной различными причинами.

По оптическому волокну передается не просто световая энергия, но также полезный информационный сигнал. Импульсы света, последовательность которых определяет инфор­мационный поток, в процессе распространения расплываются. При достаточно большом уширении импульсы начинают перекрываться, так что становится невозможным их выделение при приеме.

Дисперсия - уширение импульсов - имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L по фор­муле [10]. Обычно дисперсия нормируется в расчете на 1 км, и измеряется в пс/км. Дисперсия в общем случае характеризуется тремя основными факторами, рассмат­риваемыми ниже:

· различием скоростей распространения направляемых мод (межмодовой дисперсией )

· направляющими свойствами световодной структуры (волноводной дисперсией ),

· свойствами материала оптического волокна (материальной дисперсией )

Рис. 2.9. Виды дисперсии

Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну. Результирующая дисперсия определяется из формулы:

Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения у мод, и имеет место только в многомодовом волокне.

Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне, возникает из-за конечной спектральной ширины оптической несущей выходного сигнала передатчик. Однако наиболее отчетливо она проявляется в одномодовом волокне, в виду отсутствия межмодовой дисперсии. Она обусловлена зависимостью условий распространения света по волокну от длины волны.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны.

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны.

Степень влияния хроматической дисперсии на частотные характеристики канала зависит в первую очередь от спектральных свойств источника излучения. Для лазерных источников благодаря узкой полосе частот излучаемой несущей дисперсия характерна в меньшей степени. В некогерентных источниках (светодиодах) полоса несущей существенно шире, и хроматическая дисперсия проявляется значительнее.