Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [ 16 ] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

06,дБ/км W


Рис. 2.25. Затухание ВС при различных длинах волн

0,5 0,6- 0,8 1,0 1,2 1,4 Л,,мкм

от посторонних примесей. На графике четко видны три «окна» прозрачности световода. Причем с увеличением длины волны затухание снижается и соответственно увеличивается длина регенерацирнного участка:

"к, мкм

0,85

1,55

а, дБ/км

2-3 0,7-1,0 0,3-0,5

/р, км

10 -15 30-40 60-100

Отсюда видна явная целесообразность работы ОК на длине волны 1,3 и 1,55 мкм.

Интересно сопоставить частотные зависимости затухания оптических и электрических кабелей (рис. 2.26). Коэффициент затухания электрических кабелей (коаксиальных и симметрич-

С6,ДБ/КМ


Рис. 2.26. Частотная зависимость затухания оптических (/-i) и электрических {4)

кабелей: /-ОК ступенчатые; 2- ОК градиентные; 3-ОК одномодовые



ных) закономерно растет с частотой по закону (кривая ). В ОК в весьма широкой полосе частот затухание стабильно. Поэтому можно наращивать каналы и применять более f мощные системы передачи без установки дополнительных усилительных пунктов.

\ 2.9. ДИСПЕРСИЯ

Наряду с затуханием а важнейшим параметром волоконно-оптических систем передачи является пропускная способность ISF. Она определяет полосу частот, пропускаемую световодом, и соответственно объем информации, который можно передавать по ОК.

В идеализированном варианте по ВС возможна организация огромного числа каналов на большие расстояния, а фактически имеются значительные ограничения. Это обусловлено тем, что сигнал на входе приемного устройства приходит размытым, искаженным и чем длинней линия, тем больше искажается передаваемый сигнал (рис. 2.27). Данное явление носит название дисперсии, и обусловлено оно различием времени распрост-

j ранения различных мод в световоде и наличием частотной

зависимости показателя преломления.

Дисперсия-это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса при прохождении по ОК. Уширение импульса т определяется как квадратичная разность длительности импульса на выходе и входе кабеля

по формуле т=д/гвых -вх> причем значения гых и берутся на уровне половины амплитуды импульсов.

Связь между уширением импульсов и полосой частот, передаваемых по волоконному световоду, приближенно выражается соотношением Др=1/т. Так, если т = 20 нс/км, то AF=50 МГц.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон использования световодов. Она существенно снижает дальность передачи по ОК, так как чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульса.

"Вых -

Рис. 2.27. Уширение импульсов из-за дисперсии; а-передача; 6-прием



Пропускная способность ОК существенно зависит от типа, ВС (одномодовые, многомодовые, градиентные), а также от типа излучателя (лазер, световод).

Дисперсия возникает по двум причинам:

некогерентность источников излучения и появление спектра

существование большого количества мод N.

Дисперсия, вызванная первой причиной, называется хроматической (частотной). Она, в свою очередь, делится на материальную дисперсию и волноводную (внутримодовую).

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны: y = i{X). Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны: и = у1/2Ш.

Модовая дисперсия обусловлена наличием большого количества мод, время распространения которых различно:

В геометрической интерпретации соответствующие модам лучи иду{ под разными углами, проходят различный путь в сердцевине волокна и, следовательно, поступают на выход с различной задержкой.

Дисперсионные свойства тракта передачи зависят также от источника излучения. При лазерных источниках благодаря узкой полосе излучаемых частот дисперсия сказывается мало. В некогерентных передатчиках-излучающих светодиодах полоса излучения существенно шире и дисперсия проявится довольно значительно. Так, основной параметр, который характеризует уширение импульса АХ/к, для лазеров составляет 0,001 нс/км, а для излучающих светодиодов-0,1 нс/км, т. е. на два порядка больше.

Результирующее значение уширения импульсов из-за мо-довой т„од, материальной xa и волноводной дисперсий определяется формулой

Т = л/мод + (Тмат+Твв).

С учетом реального соотношения вкладов отдельных видов дисперсий имеем для многомодовых волокон уширение импульсов Т = Т„од, а для одномодовых волокон Т = Тмат + Т„в-

Уширение импульса т при распространении по ВС волны длиной X с учетом источников излучения может быть определено по формулам:

из-за материальной дисперсии

из-за волноводной дисперсии



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [ 16 ] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0008