Расчет параметров ОК

Полоса частот

Пропускная способность ОК зависит от типа и свойств 0В (одномодовые или многомодовые, градиентные или ступенчатые), а также от типа излучателя (лазер или светоизлучающий диод).

Сравнивая дисперсионные характеристики различных ОВ, можно отметить, что лучшими данными обладают одномодовые световоды, так как в них отсутствует модовая дисперсия.

В ступенчатых многомодовых 0В, наоборот, наблюдается весьма значительная дисперсия. Разные моды имеют различное время распространения, в результате чего на приёмном конце нарушаются фазовые соотношения составляющих сигнала и сигнал сильно искажается (размывается).

Рис. 6.1 Ход лучей в 0В: а - одномодовом; 6 - многомодовом ступенчатом;в - многомодовом градиентном.

В градиентных ОВ происходит выравнивание времени распространения различных мод, так как лучи распространяются по волнообразным траекториям. При этом лучи распространяющиеся близко к оси ОВ проходят меньший путь, но в среде с большим показателем преломления, а периферийные лучи имеют больший путь, но в среде с меньшим показателем преломления. В результате время распространения различных лучей выравнивается, и они приходят на приёмной конец кабеля практически в одинаковое время. Поэтому искажения передаваемого сигнала в многомодовых градиентных ОВ меньше, чем в ступенчатых. Для работы в диапазоне длины волны от 1,2 до 1,3 мкм наибольшее распространение получили градиентные волокна с параболическим законом изменения профиля показателя преломления.

Причинами дисперсии является некогерентность источников излучения, определяемая хроматической дисперсией. В свою очередь хроматическая дисперсия делится на материальную (возникает в следствии частотной зависимости показателя преломления материала сердцевины) и волноводную (связана с частотной зависимостью продольного коэффициента). Еще одной причиной дисперсии является наличие большого числа мод.

Следовательно:

tрез. = пс/км

В одномодовых ОВ модовая дисперсия отсутствует. Результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.

tмат=Dl×М(l); пс/км

где М(l) - удельная дисперсия материала,.

Dl - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП).

волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:

tвол=Dl×В(l); пс/км,

где В(l) - волноводная дисперсия, .

профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.

tпр=Dl×П(l); пс/км,

где П(l) - удельная профильная дисперсия, .

Для одномодового волокна tмод = 0.

Dl = 1 ¸ 3 нм для ППЛ.

Примем Dl = 1 нм.

Материальная и волноводная составляющие дисперсии рассчитываются следующим образом:

tмат = Dl*М(l),пс/км

Для l = 1,55 мкм М(l) = - 18 пс/(км*нм)

tмат = - 18*1 = - 18 пс/км

tв = Dl*В(l),пс/км

Для l = 1,55 мкм В(l) = 12 пс/(км*нм)

tв = 12*1 = 12 пс/км

tпр = Dl×П(l), пс/км

Для l = 1,55 мкм П(l) = 5,5 пс/(км*нм)

tпр = 5,5*1 = 5,5 пс/км

Таким образом, получаем:

tрез = = |- 18 + 12 + 5,5| = 0,5 пс/км

) максимальная ширина полосы пропускания (ΔF)

Она определяет объем информации, который можно передавать по ОК. Ограничение не применительно к цифровым системам передачи обусловлено тем, что импульс на приеме приходит размытым, искаженным вследствие различия скоростей распространения в световоде отдельных его частотных составляющих. Полоса частот связана с дисперсией соотношением:

ΔF = 0,44 / τ рез = 0,44 / (0,5 ∙ 10-12) = 880 ГГц ∙ км.

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...