Diszperziós és sávszélesség
A fény impulzusok, melynek szekvenciája határozza meg az információáramlás szaporítása során elmosódott. Elegendően nagy terjeszkedés az impulzusok kezdenek fedik egymást, így lehetetlenné válik számukra, hogy elszigetelten a recepción.
szórás # 964; - a szétszórt az időben a spektrális komponensek, és az üzemmód az optikai jel, ami bővítése az impulzusszélesség a recepción.
Diszperziós definiáljuk négyzetes különbség az impulzus időtartama a kimeneti és bemeneti kábel:
Minél kisebb a szórás, annál nagyobb a sávszélesség RH, annál nagyobb az információáramlás átvihető OM.
A maximális sávszélesség 1 kilométeres kábel fordítottan arányos a diszperzió és a közelítőleg egyenlő:
F = 0, 44 / # 964;. Hz (2.9)
A diszperziót osztályozott eredete szerint a következő okok miatt:
Ábra 2.11 - diszperziós típusai
A kapott diszperziót határoztuk meg a képlet:
1) modális diszperziós miatt előfordul, hogy a különböző terjedési útvonalakon különböző módok OB (2.3 ábra). Ez diszperziós kerül sor, csak a multimódusú szál, az érték elérheti azt # 964; = 20-50 ns / km (több, mint bármely más típusú diszperzióban ezerszer).
2) A kromatikus (frekvencia) diszperzió keletkezik annak a ténynek köszönhető, hogy a sugárforrás bocsát ki egy helyett módban több mód különböző hullámhosszúságú. Ezt a diszperziót olyan anyagokból áll, és a hullámvezető komponenseket, és zajlik a single-OB, és az OB egy többmódusú. Legvilágosabban akkor nyilvánul meg a single-mode fiber hiánya miatt modális diszperziós.
Anyagi diszperzió által okozott a függőség a törésmutatója az optikai szál a hullámhossz # 955;.
A hullámvezető diszperziós annak köszönhető, hogy terjedési faktor függ a hullámhossz divat # 955;. Vízhullamos diszperzió miatt előfordul, hogy korlátai fényvezető szerkezet (rost). Mivel szinte az összes energia egy multimódusú OB koncentrálódik viszonylag nagy mag, single-mode és az OM fénysugár a mag és a héj. Az egyetlen irányított módban lehet tekinteni, mint kiterjesztése által meghatározott sebességgel, tényleges törésmutatója nagyobb, mint a törésmutatója a héj, de kisebb index mag. Növekvő hullámhossz egyre több és több energia eloszlik a héj egy kis törésmutatójú. Az eredmény egy kiterjesztése a pulzus, attól függően, hogy a szálszerkezet, azaz. E.volnovodnaya diszperziót.
3) Polarizációs-módban diszperzió (PMD) - van diszperzió által okozott különbség a terjedési sebesség a két egymásra merőlegesen polarizált alapvető módok léteznek egymódusú.
2.12 ábra - Polarizációs-Mode Diszperziós
A jelenléte PMD vezet az a tény, hogy a kapott kimeneti fényimpulzus kiszélesedik összehasonlítva a bemeneti. A fénysugár a sugárforrás belép a bemeneti IA. Ebben az esetben a jelenség a kettős fénytörés. Ez azt jelenti, hogy belsejében a két hullám képződött RH (mód), amely polarizált két ortogonális (egymásra merőleges) síkban és a megosztott két audio mód hullám. Mivel a fizikai aszimmetriája törésmutatója RH divat egyik hullámok utazás különböző sebességgel.
PMD is előfordulhat az ízületek vagy hajlító a szálak. PMD kihat a száloptikai valamint a kromatikus diszperzió, de a pulzus szélesítése mechanizmus ezekben az esetekben más.
Az alapvető különbség a PMD kromatikus diszperzió az a tény, hogy a hatás a kromatikus diszperzió a sorban lehet kompenzálni, míg a befolyása PMD kompenzációs módszer jelenleg nem létezik. Az elmúlt (15 évvel ezelőtt) a hatását az aknamentesítés nem vették figyelembe, mivel az átviteli sebesség és a távolság közötti regenerálására száloptikai viszonylag kicsi volt. Abban a pillanatban, amikor az átviteli sebesség eléri a több száz Gbit / s, és a távolság optikai regenerálására FOL - több száz kilométerre, PMD korlátozó tényezővé válik a fejlesztés száloptikás kapcsolatok.
Vmnogomodovyh rostok meghatározó lépés intermode diszperzió. ami annak köszönhető, hogy a nagy számú szaporító módok és az idő különbségek propagálása a szál mentén, általában többéves RH # 964; = 20 ÷ 50 ns / km.
A gradiens lép fel OB terjedési ideje összehangolás a különböző üzemmódok és meghatároz egy anyagi diszperzió, # 964; = 3 ÷ 5 ns / km.
A bemutatott lépés kromatikus singlemode OB (és hullámvezető anyag) diszperziót. de ezek közel azonos nagyságú és ellentétes fázisú széles spektrális tartományban (ábra13) at # 955; = 1,2 ÷ 1,7 mikron. Az egymódusú RH # 964; 5 = -17 ps / km.
A előfordulása kromatikus diszperzió az optikai szál anyaga, mivel az optikai forrás, amely gerjeszti bemeneti RH (fénykibocsátó dióda - LED vagy lézerdióda - LD), impulzusokat generál a fény, amely egy folytonos hullámhosszú spektrumát egy bizonyos szélességű (például LED körülbelül 35-60 nm, a multimódusú lézerdiódák (MMLD) - 2-5 nm egymódusú LD (OMLD) - 0,01-1nm). Különböző spektrális komponenseit a pulzus terjednek különböző sebességekkel, érkezik egy bizonyos ponton (a végén a szál) különböző időpontokban, így szélesebb a kimeneti impulzus.
A régióban a 800 nm-1270 nm, a hosszabb hullámhosszú (vörösebb) mentén mozog RH gyorsabb, mint a rövidebb (több kék) hullámhosszon (ábra 2.13). Például, a hullámhossza 860 nm utazási gyorsabb üvegrost, mint 850 nm hosszúságú. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a törésmutatója az üveg közötti tartományban 800 nm-1270 nm növelésével csökken hullámhossz (ugyanezt a jelenséget magyarázható előfordulása a szivárvány). Ezt a diszperziót pozitívnak mondjuk.
A régióban 1270 nm és 1700 nm változik: a rövidebb hullámok utazás gyorsabb, mint a hosszabb, hullám 1560 nm mozog lassabb, mint a hullám 1540 nm, üveg törésmutatója tartományban 1270 nm és 1700 nm növekszik a növekvő hullámhossz. Ezt a jelenséget nevezzük rendellenes (negatív) diszperziós. A negatív variancia fejezi ki a tény, hogy a „lassú” spektrális komponenseit a pulzus felgyorsul, és a „gyors”, éppen ellenkezőleg lelassul. Egy bizonyos ponton van egyezés a spektrum kék és vörös hullámhossz utazási azonos sebességgel. Ez egybeesése sebességek történik hullámhosszon körülbelül 1270 nm, ezen a hullámhosszon, anyagi diszperzió nulla (Lásd. 2.1 ábra és táblázat 2.13).
Az ábra 2.13 azt mutatja, hogy egy adott hullámhosszon anyagi és hullámvezető diszperziós ellenkező előjellel, és egyenlő nagyságú, azaz. E.vzaimno kompenzálni. Ezen a hullámhosszon, kromatikus diszperzió, amely összege az anyagi és a hullámvezető diszperzió nulla. Az OM ez a hullámhossz - körülbelül 1312 nm. ez az úgynevezett zéró-diszperziós hullámhosszon. Így egy egymódusú kvarc szál kromatikus diszperzió pozitív a hullámhossz # 955; <1312 нм и отрицательна для длин волн λ>1312 nm-es, és a környéken # 955; = 1312 nm nulla.
2.1 táblázat - tipikus értékei specifikus anyagi diszperzió egymódusú OM
Anyag diszperzió és a hullámvezető OB arányos forrás emissziós spektrum szélessége # 916, # 955, az értékek ezen diszperziók lehet meghatározni jellemző terjedési a képletek:
ahol M (# 955) - az adott anyagi diszperzió, amelynek értékeit táblázatban mutatjuk be a 2.1, V (# 955) - az adott hullámvezető diszperzió, amelynek értékeit a táblázat mutatja be a 2.1 # 916; # 955; - a szélessége a spektrális vonal a sugárforrás. Kromatikus diszperzió egységekben mérjük ps / km.
Ismeretes, hogy a kvarc OB minimális csillapításon hullámhosszra 1,55 mikron, és a kommunikációs távolság ezen a hullámhosszon korlátozza kromatikus diszperzió. Amint az ábrából 2.13, hagyományos egymódusú nem nyújt diszperzió minimális # 955 = 1,55 m, fejlesztettek ki úgy, OB eltolódott (eltolt diszperziójú) diszperziót, amelyek különböznek egymástól a törésmutató profil konfiguráció (háromszög profil).
Ábra 2.14 - A függését az anyagot, és a hullámvezető
A kapott diszperziót a hullámhossztól diszperzió eltolódott RH
Ábra 2.14 mutatja a függését anyag, a hullámvezető és a kapott diszperziós hullámhossz diszperzió eltolódott a relatív páratartalom.
A változás az refraktív OVvolnovodnaya diszperzió növekedésével ikompensatsiya diszperziót végre egy másik hullámhosszon - 1,55 m, ami lehetővé, hogy optimalizálja RH működésre a harmadik ablakban átláthatóság OM, ahol a csillapítás minimális.
Ennek eredményeként a vizsgálatok eltolt diszperziós szálak bebizonyosodott, hogy a legjobb mutatók a szálat háromszög profilú, mert önálló fókuszáló tulajdonságok, és folyamatosan terjedő gerendák kis térfogatú szomszédos tengely OB.
Kromatikus diszperzió kiválasztva az International Union jeladók (INU) mint kritérium osztályozására egymódusú optikai szálak. E szerint a kritérium, háromféle egymódusú optikai szálak:
1) A szabványos egymódusú (típus G.652). Ez a legtöbb futómű száltípustól használják a világon 1988 óta. Paraméterek (veszteség és diszperzió) a szál optimalizált át 1310 nm hullámhosszon (a minimális kromatikus diszperzió), lehet használni a hullámhossz-tartományban 1525 1565 nm, ahol van egy abszolút minimális a veszteség a rost.
2) egymódusú optikai szál nulla diszperziós eltolt (típusú G.653). Ez az úgynevezett, mert az abszolút minimális, a kromatikus diszperzió kiválasztásával egy speciális formája a törésmutató profil van eltolódva hullámhosszsávban # 955; = 1550 nm-es abszolút minimális a veszteség a rost. Fibre G.653 optimalizált nagy sebességű átvitel egyetlen hullámhossznál, és csak korlátozott képes továbbítani több hullámhosszon.
3) Egy egymódusú tolva hullámhossztartományban # 955 = 1550 nm nulla diszperziós (típus G.655). A szál optimalizált nagy sebességű adatátvitel több hullámhosszon a körülbelül 1550 nm. G.655 szál tervezett száloptikai rendszerek hullámhossz-osztásos multiplex - DWDM-rendszerek (operációs rendszerek ilyen nulla diszperziós okozhatnak nemlineáris hatásokat RH).