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.
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] 0.001 |