Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Хроматична дисперсія складається з матеріальної і хвилеводної складових і має місце при поширенні як в одномодовом, так і в багатомодового волокна. Однак найбільш чітко вона проявляється в одномодовом волокні через відсутність межмодовой дисперсії.
Матеріальна дисперсія обумовлена залежністю показника заломлення волокна від довжини хвилі. У вираз для дисперсії одномодового волокна входить диференціальних-ва залежність показника заломлення від довжини хвилі:
Волноводная дисперсія обумовлена залежністю коефіцієнта поширення моди від довжини хвилі
де введені коефіцієнти М (# 955;) і N ( # 955; ) - питомі матеріальна й хвильова дисперсії відповідно, а # 916; # 955 ;. (Нм) - розширення довжини хвилі внаслідок некогерентности джерела випромінювання. Результуюче значення коефіцієнта питомої хроматичної дисперсії визначається як D ( # 955; ) = М (# 955;) + N ( # 955; ). Питома дисперсія має розмірність пс / (нм · км). Якщо коефіцієнт волноводной дисперсії завжди більше нуля, то коефіцієнт матеріальної дисперсії може бути як позитивним, так і негативним. І тут важливим є те, що при певній довжині хвилі (приблизно 1310 ± 10 нм для ступеневої одномодового волокна) відбувається взаємна компенсація М (# 955;) і В (# 955;). а результуюча дис персия D ( # 955; ) Звертається в нуль. Довжина хвилі, при якій це відбувається, називається дли ної хвилі нульової дисперсії # 955; 0. Зазвичай вказується певний діапазон довжин хвиль, в пре-справах яких може варіюватися # 955; 0 для даного конкретного волокна.
Фірма Corning використовує наступний метод визначення питомої хроматичної дисперсії. Вимірюються затримки по часу при поширенні коротких імпульсів све-та в волокні довжиною »не менше 1 км. Після отримання вибірки даних для кількох довжин хвиль з діапазону інтерполяції (800-1600 нм для MMF, 1200-1600 нм для SF і DSF) робить- ся повторна вибірка виміру затримок на тих же довжинах хвиль, але тільки на короткому ця-лонном волокні (довжина 2 м). Часи затримок, отриманих на ньому, віднімаються з відпо-ціалу часів, отриманих на довгому волокні.
Для одномодового ступеневої і багатомодового градієнтного волокна використовується емпірична формула Селмейера: # 964; (# 955;) = А + В # 955; 2 + С # 955; -2. Коефіцієнти А. В. С є підгінним, і вибираються так, щоб експериментальні точки краще лягали на криву # 964; (# 955;). малюнок 7. Тоді питома хроматична дисперсія обчислюється за формулою:
де # 955; 0 = (С / В) 1/4 - довжина хвилі нульової дисперсії, новий параметр So = 8В - нахил нульової дисперсії (paзмepность пс / (нм2 · км)), а # 955; - робоча довжина хвилі, для якої визначається питома хроматична дисперсія.
Малюнок 7 - Криві тимчасових затримок і питомих хроматичних дисперсій для: а) многомодового градиентного волокна (62,5 / 125);
б) одномодового ступеневої волокна (SF);
в) одномодового волокна зі зміщеною дисперсією (DSF)
Поляризаційна модів дисперсія
Поляризаційна модів дисперсія # 964; pmd - виникає внаслідок різної швидкості поширення двох взаємно перпендикулярних поляризаційних складових моди. Коефіцієнт питомої дисперсії Тнорміруется в розрахунку на 1 км і має розмірність (пс /), a # 964; pmd зростає з ростом відстані по закону. Для обліку вкладу в результуючу дисперсію слід додати доданок в праву частину (15). Через невеликої величини # 964; pmd може проявлятися виключно в одномодовом волокні, причому коли використовується передача широкосмугового сигналу (смуга пропускання 2,4 Гбіт / с і вище) з дуже вузькою спектральної смугою випромінювання 0,1 нм і менше. В цьому випадку хроматична дисперсія стає порівнянної з поляризационной модовой дисперсією.
У одномодовом волокні в дійсності може поширюватися не одна мода, а дві фундаментальні моди - дві перпендикулярні поляризації вихідного сигналу. В ідеальному волокні, в якому відсутні неоднорідності по геометрії, дві моди поширювалися б з однією і тією ж швидкістю, малюнок 8 а. Однак на практиці волокна мають не ідеальну геометрію, що призводить до різної швидкості поширення двох поляризаційних складових мод, малюнок 8 б.
Малюнок 8 - Поява поляризационной модовой дисперсії.
Головною причиною виникнення поляризационной модовой дисперсії є неціркулярность (овальність) профілю серцевини одномодового волокна, що виникає в процесі виготовлення або експлуатації волокна. При виготовленні волокна тільки строгий контроль дозволяє досягти низьких значень цього параметра.
РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ОПТИЧНОГО ВОЛОКНА SM - 9/125 ФІРМИ LUCENT TECHNOLOGIES
2.1 Розрахунок геометричних параметрів оптоволокна
Числову апертуру волокна розрахуємо за формулою (5). Підставивши значення n 1 = 1,466. # 916; = 0,33%. отримаємо:
Далі з виразу (7) знайдемо нормовану частоту для вікна прозорості # 955; = 1310 нм:
Таким чином, на довжині хвилі 1310 нм (відповідно до співвідношення (8)) в волокні може існувати багатомодовий режим, але, як уже говорилося вище, неосновні моди швидше загасають і при приміщенні волокна в кабель, який при прокладці буде відчувати вигини, неосновні моди вироджуються і в волокні буде одномодовий режим.
2.2 Визначення довжини хвилі відсічення
Як вже говорилося вище, розрізняють волоконну і кабельну довжину хвилі відсічення. Кабельна визначається експериментально. Розрахуємо волоконну довжину хвилі відсічення з виразу (12).
З огляду на, що кабельна довжина хвилі відсічення зміщена щодо волоконної в сторону більш коротких довжин хвиль, це ще раз підтверджує, що на довжині хвилі 1310 нм в волокні, вміщеному в кабель буде одномодовий режим.
2.3 Визначення загасання в оптоволокне
Як уже писалося вище загасання у волокні складається з власних і кабельних втрат. Власні втрати визначимо з графіка на малюнку 5.
Тоді кабельні втрати можна визначити, як
Загальна загасання у волокні складе
Як видно з графіка (малюнок 5) найменшого значення цього показника можна досягти при роботі на довжині хвилі 1550 нм.
2.4 Визначення дисперсії і смуги пропускання волокна
Для одномодового режиму модовая складова дисперсії звертається до 0. Крім того, як видно з малюнка 7 б, хроматична дисперсія у вікні прозорості 1310 нм теж дорівнює 0. Таким чином, в цьому режимі в волокні буде присутній тільки поляризационная модів дисперсія. Виходячи з технічних характеристик оптоволокна коефіцієнт поляризаційної модової дисперсії становить Т = 0,2 пс / √км. Тоді при розрахунку на L = 100 км довжини волокна, отримаємо
Далі з виразу (17) знайдемо смугу пропускання оптоволокна з розрахунком на довжину 100 км
З урахуванням того, що за технічними характеристиками оптоволокна коефіцієнт поляризаційної модової дисперсії не перевищує значення 0,2 пс / √км, величина W = 220 ГГц є мінімальною пропускною здатністю на відстані 100 км.
Назва, мета роботи
Розрахунок параметрів відповідно до варіанта
Відповіді на контрольні питання
1. Види одномодових волокон
2. Фактори, що впливають на поширення світла
3. Втрати на розсіянні