Foveaux előadások
hatás egyszerre vannak jelen, ezért szükségessé válik, hogy figyelembe vegyék azok együttes hatása határozza meg a teljes diszperziós szál.
Értékelésekor a sávszélesség az optikai kommunikációs rendszer vagy a maximális adatátviteli sebessége a kapott impulzus alakja figyelembe kell venni. A legtöbb optikai sugárforrások közelítőleg Gauss áramelosztó hullámhossz. Ebben az esetben várható, hogy az alak a kapott impulzus is Gauss.
Tegyük fel, hogy pulzus szélesítése egyaránt befolyásolják a intermode és a kromatikus diszperzió. Tegyük fel, hogy két mechanizmus független egymástól. Ha τ 0 - hossza átadott
által adott impulzus a félig teljesítményszint, τ mod - pulzus szélesítése, hogy annak eredményeként jön létre a befolyása a modális diszperziós, τ chr - pulzus szélesítése fordul elő, hogy
hatásának eredményeként a kromatikus diszperzió, az eredménye, hogy együttes hatása is keletkezik az impulzus-időtartamú τ:
τ 2 = τ 0 + τ mod 2 2 2 + τ chr.
ahol τ CHR = τ mat + τ w
Ábra. 11.3. Az átvitt Gauss impulzus
11.4. Polarizációs módus diszperzió
A fő fizikai oka a polarizációs módus diszperzió (PMD) nem kör alakú szál mag. Az elektromos mező a fény hullám mindig képviselteti magát a szuperpozíció két, egymásra merőleges lineáris polarizáció vektorok. Ideális esetben kerek szál a két komponens (módok) terjednek egyforma sebességgel, és ennek eredményeként az áthaladás a szál hosszának a kapott impulzus megegyezik a bemeneti a szálba. Valódi szálak nem ideális geometria, azonban két különböző komponensek ortogonális polarizációs szaporítására különböző sebességgel. Mint a hagyományos kommunikációs vonalak fotodetektor a fogadó oldalon nem rendelkezik a polarizátor miatt áramkimaradás és a megnövekedett költségek a kommunikációs rendszer, és ezzel egyidejűleg jelet kap a két komponensre, ez vezet a pulzus szélesítése a konnektorba, amely az úgynevezett polarizációs módus diszperzió τ PMD.
Mivel a kis nagyságrendű PMD megnyilvánulhat csak egymódusú szálak, és amikor használt szélessávú jel átviteli (sávszélesség 2,4 Gbit / s felett) egy nagyon keskeny spektrális emissziós sáv
0,1 nm vagy ennél kevesebb. Ebben az esetben, a kromatikus diszperzió válik összehasonlítható a polarizációs módus diszperzió. Ahhoz, hogy figyelembe veszik a hozzájárulását polarizációs módus diszperzió a kapott diszperziót hozzá kell adni a kifejezés τ PMD.
τ 2 = τ 0 + τ mod 2 2 + τ CHR 2 + τ PMD 2.
A fő oka a polarizációs módus diszperzió kereksége (ovalitás) a profil a mag egymódusú szálak keletkező előállítás vagy alkalmazás során a szálak. Normál szálak hajlamos arra, hogy a lehető legkevesebb netsirkulyarnostyu azonban elérni az ideális profil a szál lehetetlen
de. Számos növekedési faktorok anizotrópia Profil rostok [12]:
• tökéletlenség a gyár folyamat rajz szálak
• csavaró szálak kábel gyártása,
• hajlítás és ennek eredményeként a mechanikai deformáció a rost,
• a környezeti hőmérséklet-változás, a szél terhelés, alakváltozás a jegesedés lóg optikai kábelek.
Jelenléte miatt a dinamikus tényezők még egyetlen szál szegmens lehetetlen meghatározni az irányt a jel polarizáció. Másrészt, az ízületekben vagy a hajlítás a szálak vagy keverési kölcsönhatásának ortogonális mód. Következésképpen, a kapott polarizációs módus diszperzió véletlenszerű és arányos a négyzetgyöke az optikai kommunikációs vonal hossza L:
ahol D PMD - PMD tényező.
Szignifikáns különbség polarizációs módot diszperziós kromatikus az a tény, hogy a hatás a kromatikus diszperzió a sorban lehet kompenzálni, míg a fejlett fizetési mód befolyásolja a polarizációs módus diszperzió jelenleg nem fejlődött.
11.5. diszperziós kompenzáció
A klasszikus megközelítés kromatikus diszperzió kompenzálása a következő: egy átviteli rendszer komponenst hozzá állandó negatív kromatikus diszperzió, hogy csökkentse nullára halmozott kromatikus diszperziója az átviteli vonal. A gondos tervezés, ez a technológia jelentősen növeli a hosszát a továbbított vonalak
chi a sebesség akár 10 Gb / s. A siker a statikus fizetési módok attól függ, milyen az állandó diszperziós kiegyenlítő kábel vagy egyéb alkatrészek összhangban a távvezeték diszperziós.
A logikus továbbfejlesztése fizetési mód esetén az ilyen elemek, a szórása, amely lehet hangolni nagyságú és hullámhossz, amely lehetővé teszi a lehetőségét dinamikus kompenzáció. A dinamikus kiegyenlítő visszacsatolást alkalmazunk, amelyben a mért diszperziós alkalmazott értéknek a generáció a vezérlő jelet a diszperzió kompenzálása eszközt.
Eredményei alapján az előző fejezetben az anyag természetétől diszperzió, egy kiszámításának képlete az anyag diszperzió optikai szálak. Az eredmények azt mutatják, hogy az anyag diszperzió optikai szálak úgy határozzuk meg, a második származékot a törésmutató
∂ 2 n. Tekinthető a kromatikus diszperzió, és a hossza távú
nulla diszperziós hullámhosszon, polarizációs módus diszperzió. Figyelembe vett fiók együttes hatása különböző típusú diszperziós.
Kérdések és problémák
11.1. Képlet szerint kiszámított anyagi diszperzió a terjedési a jel az ömlesztett környezetben?
11.2. Mi a szélessége a spektrum a sugárforrás?
11.3. Milyen egységek által mért anyag diszperziós? (Lásd. Lecture № 10)
11.4. Mi a kromatikus diszperzió?
11.5. Mi a nulla diszperziós hullámhosszon?
11.6 Mi PMD (polarizációs módus diszperzió)?
11.7. Milyen egységek mérik polarizációs módus diszperzió?
11.8. Hogyan kell figyelembe venni együttes hatása különböző típusú diszperziós?
11.9. Lehetséges, hogy kompenzálja a polarizációs módus diszperzió?
11.10. Rate távolság L o. ahol a kromatikus és polarizációs módus diszperzió képest nagyságú, ha a kromatikus diszperziós együttható D = 2 ps / (nm km), egy polarizációs modális együttható
diszperziós D pmd = 0,5 ps / km. és a szélessége a spektrális emisszió λ = 0,05 nm.
12 ELŐADÁS csillapítása az üvegszálas.
12.1. A veszteségek optikai szálak
A fénycsillapításának a szálat olyan tényezők befolyásolják, mint a felszívódás csökkenése, szórási veszteség, kábel veszteség. Veszteségei abszorpciós és szórási veszteség összefoglaló néven saját, míg a kábel vesztesége jellegüknél fogva is nevezik további veszteséget.
Megfelelő veszteség α int
Ábra. 12.2. Felszívódás egyetlen mód szilíciumdioxid szál (szerinti [4]).
Tekintsük az abszorpciós veszteség. Mint korábban pontban látható 10.3, felelősek az anyag diszperziójának az elektronikus és atomi rezonanciák is okozhat felszívódását a közelében a rezonancia frekvencia. Az anyagok érdekes számunkra a rezonanciák az ultraibolya tartományban a spektrum társított ingadozások optikai elektronok és rezonanciák az infravörös régió miatt rezgéseket a kristályrács atomok. Bár ezek a rezonanciák, és nagyon messze azokat a frekvenciákat, amelyek használják az optikai kommunikáció, de az általuk okozott olyan erős abszorpciós
farok abszorpciós sávok elfog ezen a területen nagyon alacsony szintű veszteségek (lásd. ábra. 12.2).
Él ultraibolya és infravörös abszorpciós sávok fontos szerepet játszik a gyártásához használt anyagok optikai szálak. Ezek az anyagok azonban szintén szennyeződéseket tartalmazhat, melyek okozhatnak abszorpciós hullámhossznál érdekes számunkra. Még jelentéktelen koncentrációja szennyeződések keletkeztet csúcsok a veszteséget görbe (ris.12.2). Meg kell jegyezni, a jellemző abszorpciós maximum közelében 1480 nm, ami megfelel a vízgőz. Ez a csúcs mindig jelen van. régiójában a spektrumot a csúcs területe miatt nagy a veszteség az eddig gyakorlatban használható. Ugyanakkor alapvetően új technológiát gyártási optikai szálak fejlődött az elmúlt években, amely kizárja a vízgőz jelenléte az optikai szál, amely lehetővé tette, hogy beszélni új ablakot nyitni továbbítására vonatkozó átláthatóságot.
A szóródási veszteség. Természetüknél fogva, kvarc szál rendezetlen szerkezetet, amelyben van mikroszkópos eltérések átlagos sűrűsége az anyag, valamint a helyi mikroszkópos változások az összetétel. Mindegyik változások vezet ingadozások, törésmutató a régiókon belüli, amelynek mérete kicsi, míg a hullámhossz az optikai tartományban. Szétszórt fény ezen mikroszkopikus szabálytalanságok úgynevezett
Loss Rayleigh szórása minimalizálni lehet egy gondos szabályozása olvadék hűtési folyamat, ahonnan azután fel kell hívni rost. A jellemző ez a jelenség, hogy a teljesítmény disszipáció és így a veszteségek is fordítottan arányos a hullámhossz, hogy a negyedik hálózati. Ábra. 12.2 azt mutatja, hogy a Rayleigh-féle szórásnak helyett az ultraibolya abszorpciós él a fő oka a veszteség egy kvarc optikai szálak, de rövidebb hullámhosszak
Kábel veszteségek miatt α rad twist, és könyök deformációk a szálak megjelenő alkalmazásának hatására PO-
beltéri és elszigetelés, kábel gyártása és szerelése. Jelenleg a termelés szintje, figyelemmel a technikai feltételeket, a hozzájárulás kábel veszteség minimális legyen.
Cutoff hullámhossz definiáljuk, mint a legrövidebb hullámhosszú, amelynél a szál valósul monomódusú terjedését sugárzás módban. Cutoff hullámhossz függ szál feszültséget, szál hajlítási sugara, tömörítés, stb Ezért, a levágási hullámhosszal az optikai kábel kisebb, mint a hullámhossz a szabad szál cutoff.
12.2. Az optimális hullámhossz a kvarc optikai szál. Lehetséges források az optikai szál
A főbb jellemzői a kommunikációs rendszerek sávszélesség és a távolság közötti átjátszók és rostok meghatározó paramétereinek - veszteség és diszperzió. Modern optikai szál optimalizált átviteli hullámhosszon 850 nm-es, 1310 nm, 1550 nm. Az első link multimódusú szálak dolgozott az átláthatóság melletti ablak a hullámhossza 850 nm (ez az első átlátszó ablak). Ez hullámhossz felel leggyakoribb sugárforrások gallium arzenid. Lines gerincét és intra-kommunikációs fut egy második ablak átlátszósága közelében 1310 nm-es hullámhosszon (1285 ÷ 1330 nm). A hullámhossza 1310 nm felel hullámhosszra nulla diszperziós szilíciumdioxid szál, ahol a közelben a 1310 nm-es fordul elő egy helyi minimum a veszteség (ábra. 12.2). A 1550 nm hullámhosszon megfelel a minimális szál vesztesége (ez a harmadik ablakban az átláthatóság). A legígéretesebb a nagy kapacitású hírközlési hálózatok a harmadik (1530 ÷ 1565 nm) és a negyedik (1565 ÷ 1625 nm) spektrális ablak, amelyben minden modern típusú optikai szálaknak a legalacsonyabb csillapítás (0,18 ÷ 0,20 dB / km).
Anélkül, hogy figyelembe véve a szórás, úgy véljük, a potenciális szál [3]. Hullámhossz és frekvencia fény-
Vågå sugárzás kapcsolódik képletű
ν ≈ 25TGts. legtöbb megközelítések
dyaschim szempontjából gerinchálózatukat meghosszabbítják ablak 1550 nm, mert a minimális csillapítás érhető ebben az ablakban. Annak ellenére, hogy ilyen nagy rost források végre átviteli sebességgel 25 Tbit / s jelenleg nem lehetséges, mivel a megfelelő modulációs frekvenciát, amíg elérhetetlen. Van azonban egy másik megoldás, az ötlet, amely osztja a teljes sávszélességet csatorna kapacitását. Használhatja ezeknek a csatornáknak mindegyike egy külön alkalmazás. Ez a technológia miatt
ismert, mint egy hullám multiplex (WDM). tech-
OGY WDM lehetővé teszi, hogy növelje szál átviteli kapacitás nem növekedése miatt a modulációs frekvencia és azáltal, hogy új hullámhosszon - új hordozók. Az egyetlen feltétel, hogy kell elvégezni - ez megszünteti az átfedés az spektrális csatorna.
Gradiens multimódusú szál. Széles körben használják
Két szabványos multimódusú szál gradiens - 62,5 / 125 és a 50/125. A sávszélesség Ezeknek a szálaknak hullámhosszon 1300 nm kétszerese a sávszélesség hullámhosszon 850 nm-es. Ennek magyarázata a következő. Sávszélesség határozza meg a diszperzió, amely intermode és a kromatikus diszperzió. Ha a intermode diszperziót gyengén függ a hullámhossz (lásd. (10.4)), a kromatikus diszperzió arányos a szélessége az emissziós spektrum (11,8). Kromatikus diszperzió közelében 1300 nm nagyon alacsony, de növekszik a hossza 850 nm. Tekintettel arra, hogy tipikusan használnak adóként, fénykibocsátó diódák, amelynek forrása spektrum szélessége
λ ≈ 50 nm. kromatikus diszperziós hullámhosszon 850 nm-es
Elkezdi fontos szerepet játszanak együtt a modális diszperziós. Jelentősen csökkenti a kromatikus diszperzió, alkalmazásával, mint a sugárforrás, lézer diódák, amelynek sokkal kisebb szélessége az emissziós spektrum. Ahhoz, hogy teljes mértékben kihasználni a lézer források csak használatakor egymódusú szálak az átlátszó ablakokat 1310 nm és 1550 nm-nél, amikor teljesen elérhető intermode diszperziót, és csak a kromatikus diszperzió.
Egymódusú szálak. A szempontjából diszperzió, a meglévő, egymódusú szálakból vannak három csoportba sorolhatók: standard SF szál lépcsőzött profilja (12.3 ábra, a.), Diszperziós szál DSF (12.3 ábra, b.) És a szálak egy nem nulla diszperziós tolódott NZDSF.
A relatív refraktív index (%)