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]

Описанный метод, как правило, применяется только для многомодовых ОВ (кабелей). При модуляции лазера частотами О, возможна флуктуация его параметров (смещение спектра оптического излучения, появление щумов), а также нарушение линейности процесса модуляции. Эти явления снижают точность измерений. Для устранения влияния этих факторов можно применить внешнюю модуляцию лазеров, работающих в непрерывном режиме.

Измерение временных характеристик. Переходная характеристика h{t) ОК представляет собою сигнал в виде огибающей оптического излучения по мощности на выходе кабеля при ступенчатом сигнале на его входе:

Рвх (0 = 01(0 при этом /г(0 = Рвь,х(0-

Таким образом, если в измерительном устройстве (рис. 10.6) модулирующий сигнал будет не гармонический, а ступенчатый, то фиксируя на выходе приемного устройства (например, на экране осциллографа) сигнал, получим графическое изображение переходной характеристики, которое может быть использовано для оценки искажений оптических сигналов, распространяющихся по данному кабелю или для получения частотной характеристики.

Частотная характеристика

C(Q)eP" = Ci(Q)-b/C2(Q) связана с h{t) известными соотношениями:

C2(Q) = Q Jcos(Q)/z()J.

(10.7)

Рис. 10.6. Схема непосредственного измерения частотной характеристики (измерения в частотной области): 1-генератор модулирующих частот; 2-модулятор; 3-лазер; 4-скремблер; 5-поглотитель оболочечных мод; 6-ОК; 7-фотоприемник; 8-измерительный прибор



Аппроксимируя экспериментально полученную характеристику h{t), аналитическим выражением находят по приведенным формулам частотную характеристику. Вместо аппроксимадии возможно также непосредственное вычисление С (Q) и Сг (Q) по выборкам ординат полученной кривой, описывающей h\t). (Способы вычислений известны, и останавливаться на них не будем.)

Принципиальным недостатком данного метода, ограничивающим его точность, является невозможность получить идеальный ступенчатый сигнал на входе кабеля, так как крутизна фронта такого сигнала должна быть s{t) = со.

В реальных условиях для обеспечения достаточной точности необходимо, чтобы Тф1/37в, где Тф-фронт входного ступенчатого сигнала, а -верхняя граничная частота частотной характеристики кабеля.

Импульсная характеристика представляет собой реакцию системы (в нащем случае ОК) на входной импульсный сигнал в виде 6-импульса. В этом случае сигнал на выходе кабеля представляет собой импульсную характеристику g{t). Эта характеристика дает возможность определить форму сигнала на выходе ОК Рвых(0 при любой форме сигнала на его входе:

Частотная характеристика кабеля может быть найдена из выражений

C,{n)=sm{nt)g{t)dt;

(10.8)

С2{Щ= cos{nt)g{t)dt.

Так как 8-импульс характеризуется, в частности, бесконечно большой крутизной и стремящейся к нулю продолжительностью, то его реализация на практике невозможна, а приближение к требуемой форме приводит к снижению точности получения истинного значения g{t) и C(Q)e"P"; достаточная очность может быть получена при Хф1/6Р и продолжитель-:ости входного импульса Твх = 2Тф.

Вычисление по (10.8) может быть проведено по выборкам ординат кривых, описывающих экспериментально полученные g {t). Импулъсно-нормированные характеристики. Как следует из едыдущего, недостатком измерений h[t) и g{t) является [риближенная реализация требуемой формы входного сигнала и определенные сложности его получения.



Существенным упрощением при обеспечении достаточной точности является измерение импульсно-нормированных характеристик. В этом случае на вход измеряемого кабеля подаются импульсы, форма которых может быть практически реализуема и аналитически описана. В качестве нормированного импульса удобно выбрать импульс Гауссовой формы

Рвх(0=те-"\ (10.9)

(В дальнейщем полагаем /"„=1.) Если щирина такого импульса на уровне 0,5 будет Г„, то

а = {А1Т1)\п22,111Т1. (10.10)

Спектр такого импульса

i<:ax(f)=Q.(fi)=-e-" ф(О) = 0. (10.11)

Полоса частот этого спектра, определенная также на уровне 0,5 максимального значения для нижней и верхней границ спектра, ,

ДР=0,88/Гн, (10.12)

где Ги, как и выше, определена на уровне 0,5.

При введении в кабель импульса мощности рассматриваемой формы на выходе кабеля получаем импульс Ры{1).

Тогда частотная характеристика кабеля

где Авх () и Авых()-спектрывходного и выходного импульсов.

На основании предыдущего имеем

iH=e°°«"» 5вых (Ое-"г (10.13)

(постоянные величины, являющиеся множителями перед приведенными выражениями, опущены).

Если форма выходного импульса близка к гауссовой, т. е. достаточно симметрична, то значение ширины т„ импульсной характеристики g[t) кабеля будет

т„ = Утв\„-Тв\, (10.14)

где тъы-к. и Тв,;-значения ширины выходного и входного импульсов.

Интеграл, входящий в (10.13), представляет собой преобразование Фурье. Для его вычисления из кривой, описывающей



[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]

0.0012