TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Расчет дисперсии оптического волокна

) Расчет хроматической дисперсии.

Дисперсия - это явление уширения импульсов при передаче по оптическому волокну. Она имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе и входе кабеля длины L по формуле:

. (9)

Обычно дисперсия нормируется в расчете на 1км, и измеряется в пс/нм·км. В одномодовом волокне на распространение сигнала оказывают влияние как хроматическая, так и поляризационно-модовая дисперсия. Хроматическая дисперсия, в свою очередь, имеет две составляющие: материальную и волноводную. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны. Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны. Удельная хроматическая дисперсия вычисляется по формуле:

, (10)

где S0 - наклон дисперсионной кривой одномодового волокна на длине волны нулевой дисперсии, S0=0.09пс/(нм2×км);

l - рабочая длина волны, l=1550нм;

l0 - длина волны нулевой дисперсии, l0=1310нм.

Тогда

Хроматическая дисперсия волокна рассчитывается по формуле:

, (11)

где σн - рассчитанная выше удельная хроматическая дисперсия;

Δλ - ширина спектра излучения источника сигнала;

L - длина волоконно-оптической линии.

Ширину спектра передаваемого сигнала можно рассчитать по формуле:

, (12)

где Δf - ширина полосы спектра передаваемого сигнала;

fн - несущая частота, на которой осуществляется передача информации;

с - скорость света.

Тогда

Для ширины полосы в 100 ГГц Δλ = 0,8 нм.

Тогда хроматическая дисперсия волокна будет равна:

Для оптического интерфейса STM-64 допустимое значение дисперсии составляет 400пс. Необходимо свести хроматическую дисперсию к минимуму и этим обеспечить необходимый технологический запас на старение волокна.

Наиболее распространены два способа борьбы с дисперсией. Первый из них - это регенерация оптического сигнала, осуществляемая путем преобразования сигнала в электрическую форму, его регенерации и обратного преобразования в оптическую форму. Для группового DWDM сигнала необходимо демультиплексировать сигнал на отдельные каналы и установить на каждый канал отдельный регенератор. После регенерации необходимо снова провести мультиплексирование всех передаваемых длин волн. Очевидно, что использование подобных регенераторов выгодно только в точке приема передаваемого сигнала. Использование таких регенераторов для компенсации дисперсии экономически не выгодно.

Второй способ борьбы с дисперсией не предусматривает преобразования в электрическую форму. Для компенсации дисперсии используются волокна, имеющие отрицательное значение хроматической дисперсии. Модуль удельной дисперсии такого волокна намного больше, чем у стандартного одномодового. Потому для компенсации дисперсии требуется намного меньший отрезок волокна, чем длина участка линии связи. Компенсация дисперсии производится путем вставки в кабель модуля с волокном компенсации дисперсии. Модули компенсации дисперсии (DCM) поставляются вместе с оборудованием. Использование такого метода не требует демультиплексирования составного оптического сигнала. Также следует отметить, что данный метод борьбы с дисперсией не накладывает никаких ограничений на скорость и форму передаваемого сигнала.

Для компенсации хроматической дисперсии используют волокно со следующими параметрами:

S0 = 0,75 ;

l0 = 1750 нм.

Используя (10) и (11) найдем длину волокна, необходимую для компенсации хроматической дисперсии всей линии связи.

. (13)

Тогда

Оптимальным будет установка нескольких модулей компенсации, которые включаются между каскадами оптических усилителей платы оптического интерфейса. Так минимизируется влияние затухания волокна компенсации дисперсии на передаваемый сигнал. Два модуля DCM можно установить на оконечных пунктах волоконно-оптической линии, а остальные - совместно с оптическими усилителями.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи

Проектирование линий связи городской телефонной сети
Городская телефонная сеть (ГТС) - совокупность коммутационных узлов, телефонных станций, линий и каналов телефонной сети, оконечных абонентских устройств, предназначенных для обеспечения телефонной связью абонентов города. В небольших городах, как правило, в центре города размещается телефонная станц ...

Все права защищены! 2019 - www.techshape.ru