Дисперсия оптических импульсов

При   прохождении   передаваемых   импульсов   по   ОВ   уменьшается   не   только   их амплитуда,  но  изменяется  и  форма  –  импульсы  расширяются,  т.  е.  увеличиваются  по длительности,   как   показано   на   рис.   3.7.   Это   явление   называется   дисперсией.   Для прямоугольных  импульсов   увеличение   длительности  τ  определяется  как  квадратичная

разность их длительности на выходе и входе ОВ: t =

Рис. 3.9

Дисперсионные  свойства  волоконно-оптических  ЦЛТ  зависят  также   от   источника излучения  ОПД.  При  лазерных  диодах,  благодаря  узкой   полосе   излучаемых  частот, дисперсия  ОВ сказывается несущественно. В  светоизлучающих диодах полоса излучения значительно шире и дисперсионные свойства ОВ проявляются очень сильно.

С дисперсией τ и коэффициентом дисперсии D однозначно связаны  такие  параметры различных   типов   ОВ,   как   полоса   пропускания   и    коэффициент   широкополосности соответственно.

Полоса пропускания Δf определяется как интервал частот, в пределах которого значение АЧХ оптического  волокна  больше  или  равно  половине  ее  максимального  значения. Это соответствует  снижению  уровня  оптической   мощности  сигнала  на  границах  (крайних частотах) полосы пропускания ОВ на 3 дБ.

Полоса пропускания рассчитывается по формуле [15]: Δf = 0,44/τ.

Например, если τ = 2 нc, то Δf = 220 МГц.

Оптические волокна всех типов ведут себя как ФНЧ, частота среза  которого обратно пропорциональна длине волокна.

Соотношение между полосой пропускания ОВ и протяженностью ОС L км при L Ly выражается  пропорцией  Δffx  =  Lx/L,  где  значения  параметров  Δf и  L  с  индексом  х  – искомые, а без него – заданные. Соответственно:

Δfx = ΔfL/Lx и L= LΔffx.

В  длинных  ОС  (примерно  свыше  3  км),  в  которых  связь  между   модами  уже установилась,  действует  квадратичный  закон  соотношений  между  Δf и  L,  т.  е.  Δffx  =

=    Lx

L  и тогда Δfx = Δf/

Lx    L .

Например, если компания поставляет потребителю оптический кабель строительными длинами L = 2 км с полосой пропускания Δf = 5000 МГц, то на ОС длиной L= 98 км полоса пропускания значительно уменьшается и составит всего лишь Δf= 5000/   49  =715 МГц.

Таким   образом,   увеличение   длины   ОВ   приводит   к   снижению   полосы   частот

передаваемого оптического сигнала и, следовательно, уменьшает пропускную  способность (информационную ёмкость) СЛТ. В свою очередь, расширение полосы частот передаваемых оптических сигналов резко ограничивают протяженность СЛТ.

Следует   также   помнить,   что   пропускная   способность   и    протяженность   СЛТ ограничиваются не только дисперсией, но и затуханием ОВ.

Коэффициент широкополосности КF определяется как полоса пропускания ОВ длиной

1  км  (МГц  •  км).  Сравнивая  параметры  различных  типов  ОВ,  нужно   отметить,  что

наибольший   коэффициент   широкополосности   имеют   ООВ.   Особенно    заметны   их преимущества на длинных волнах 1,3 и 1,55 мкм, где межмодовая дисперсия отсутствует, а коэффициенты   хроматической   дисперсии   и   затухания   чрезвычайно   малы   и   имеют тенденцию  к  снижению  по  мере  совершенствования  технологии  производства  ООВ.  На указанных длинах  волн  КF, как правило, превышает значение 50 ГГц • км. Это позволяет использовать ООВ в высокоскоростных СЛТ большой протяженности.

Градиентные ОВ с параболическим и, особенно, с оптимальным ППП  обеспечивают возможность передачи широкой полосы частот даже при увеличении диаметра сердцевины до 50 мкм, т. е. до размера типового ступенчатого ОВ. Наилучшие ОВ с оптимальным ППП имеют  коэффициент   широкополосности  3…5  ГГц  •  км.  Однако  малейшее  отклонение профиля от оптимального вызывает резкое уменьшение КF. Коэффициент широкополосности рассчитывается по формуле: КF = 0,44/D. Например, если D = 1 нc/км, то К= 440 МГц • км.

Источник: Хмелёв К. Ф. Основы SDH: Монография. – К.: ІВЦ «Видавництво «Полігехніка»», 2003.-584 с.:ил.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100