Расчет дисперсии и пропускной способности

Наряду с коэффициентом затухания ОВ важнейшим параметром является дисперсия, которая определяет его пропускную способность для передачи информации.

Дисперсия — это рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по ОВ и определяется разностью квадратов длительностей импульсов на выходе и входе ОВ:

                                                                                                 (5.9)

                                                          

где значения τ_вых и τ_вх определяются на уровне половины амплитуды импульсов.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон ОВ, но существенно снижает дальность передачи сигналов, так как чем длиннее линия, тем больше увеличение длительности импульсов.

Дисперсия в общем случае определяется тремя основными факторами: различием скоростей распространения направляемых мод, направляющими свойствами оптического волокна и параметрами материала, из которого оно изготовлено.

В связи с этим выделим основные причины возникновения дисперсии:

- существование большого числа мод в ОВ (межмодовая дисперсия );

- некогерентность источников излучения, реально работающих в спектре длин волн Δλ (хроматическая дисперсия ).

Хроматическая дисперсия в свою очередь делится на 2 составляющие:

1. Материальная дисперсия ( ), связанная с зависимостью показателя преломления от длины волны n = f × ( l ).

2. Волноводная дисперсия ( _B), обусловленная зависимостью коэффициента распространения от длины волны b=f×(l).

Так как в нашем случае используется одномодовый кабель и модовой дисперсии нет, то результирующая дисперсия будет равна хроматической, которая определяется суммой материальной и волноводной:

, пс/км                                               (5.10)

где _РЕЗ - результирующая дисперсия;

- хроматическая дисперсия;

- материальная дисперсия;

- волноводная дисперсия.

Материальная дисперсия определяется по формуле:

, пс/км                                                 (5.11)

где - ширина спектра излучения источника, для лазерного источника

составляет 0,1...0,5 нм, в нашем случае  нм;

- удельная материальная дисперсия материала, для кварцевого стекла  на длине волны

Уширение импульсов, обусловленное волноводной дисперсией, определяется по формуле:

, пс/км                                                          (5.12)

где - ширина спектра излучения источника,  нм;

- удельная волноводная дисперсия материала, для кварцевого стекла  на длине волны .

Таким образом, проведя необходимый расчет, получили значение результирующей дисперсии, равное 3 пс/км. Данное значение соответствует заявленному производителем.

Наряду с ослаблением важнейшим параметром волоконно-оптических систем передачи является полоса частот DF, пропускаемая световодом. Полоса частот пропускания определяется объемом информации, которую можно передать по оптическому волокну. Ограничение DF применительно к цифровым системам передачи и обусловлено тем, что импульс на приеме приходит размытым, искаженным вследствие различных скоростей распространения в световоде отдельных его частотных составляющих. Пропускная способность рассчитывается по формуле:

 ГГц×км                                                      (5.13)

где - полоса пропускания;

_РЕЗ - результирующая дисперсия.

Из расчета видно, что полученное значение полосы пропускания позволяет осуществить работу выбранной системы передачи синхронной цифровой иерархии, у которой линейная скорость передачи информации составляет 155 Мбит/с.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: