Дисперсия и пропускная способность ОВ

Дисперсией оптического волокна называют рассеивание во времени составляющих оптического сигнала. Причина дисперсии – разные скорости распространения составляющих оптического сигнала. Дисперсия проявляется как увеличение длительности (уширение) оптических импульсов при распространении в ОВ. Увеличение длительности оптических импульсов вызывает межсимвольную интерференцию - создает переходные помехи, что ухудшает отношение сигнал/помеха и в результате приводит к ошибкам на приеме. Очевидно, что межсимвольная интерференция увеличивается с уширением оптических импульсов. При фиксированном значении уширения импульсов межсимвольная интерференция возрастает с уменьшением

периода следования импульсов T. Таким образом, дисперсия ограничивает скорость передачи информации в линии B=1/T и длину регенерационного участка(РУ).

В оптических волокнах можно выделить несколько видов дисперсии: модовую, поляризационную модовую и хроматическую дисперсию.

В многомодовом ОВ преобладает межмодовая дисперсия, вызванная наличием большого числа мод с различным временем распространения.

В одномодовых ОВ распространяется только одна основная мода и модовой

дисперсии нет.

Вклад в ХД вносят следующие составляющие: материальная и волноводная

дисперсия. Важной оптической характеристикой стекла, используемого при изготовлении волокна, является дисперсия показателя преломления, проявляю-

щаяся в зависимости скорости распространения сигнала от длины волны – материальная дисперсия. Кроме этого, при производстве одномодового волокна,

когда кварцевая нить вытягивается из стеклянной заготовки, в той или иной

степени возникают отклонения в геометрии волокна и в радиальном профиле

показателя преломления. Сама геометрия волокна вместе с отклонениями от

идеального профиля также вносит существенный вклад в зависимость скорости

распространения сигнала от длины волны, это – волноводная дисперсия.

Хроматическая дисперсия определяется совместным действием материальной DM(λ) и волноводной дисперсий DB(λ)

D (λ) = DM (λ) + DB (λ)

Количественно хроматическую дисперсию ОВ оценивают коэффициентом

D с размерностью пс/(нм.км). Хроматическая дисперсия волокна в пикосекундах (пс) на участке протяженностью L км, равна

DL = D ⋅ L ⋅Δλ

где Δλ - полоса длин волн источника оптического излучения, нм.

Основными параметрами хроматической дисперсии являются:

1. Длина волны нулевой дисперсии λ0, нм. На этой длине волны материальная и волноводная составляющие компенсируют друг друга и хроматическая дисперсия обращается в нуль.

2. Коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм⋅км). Данный параметр

определяет уширение оптического импульса, распространяющегося на расстояние в 1 км при ширине спектра источника 1 нм.

3. Наклон дисперсионной характеристики S 0 определяется как касательная

к дисперсионной кривой на длине волны λ0 (см. рис. 1.2). Аналогично может

быть определен наклон S в любой точке спектра:

Рис. 1.2. Спектр хроматической дисперсии стандартного ступенчатого во-

локна

Рис. 1.3. Спектр хроматической дисперсии ОВ G.652, G.653

Рис. 1.4. Спектр хроматической дисперсии ОВ G.655, G.657

Максимально-допустимые длины регенерационного участка при использовании

узкополосного источника оптического излучения, работающего на длине волны

1550 нм без чирпа

D – коэффициент хроматической дисперсии, пс/(нм⋅км)

B – скорость передачи, Гбит/с

Таблица 1.1.

Дата добавления: 2015-07-16