Характеристики передачи

Коэффициент затухания. Интуитивно понятно, что ослабление электрических (оптических) сигналов после прохождения вдоль направляющей системы можно оценить отношением мощности сигнала на входе и выходе направляющей системы. Чем это отношение больше, тем ослабление меньше.

Однако в любой направляющей системе, независимо от ее вида, например, оптическое волокно или витая пара, потери при распространении электромагнитной энергии вдоль направляющей системы принято оценивать не просто отношением мощности синусоидального сигнала на ее входе к мощности на выходе, а десятичным логарифмом этого отношения, которое принято называть затуханием. Это объясняется тем, что тракт передачи оптических сигналов состоит не только из волокна, но может содержать коннекторы, механические соединители и другие компоненты, вносящие потери в тракт передачи. Введение понятия затухания позволяет определить суммарные потери в тракте как сумму потерь отдельных его элементов. Затухание в цепях связи принято указывать в зависимости от частоты колебаний, в оптических же волокнах - в зависимости от длины волны, которая однозначно определяется через частоту колебаний, как отношение скорости распространения волны к частоте.

Затухание (а), дБ, оптического волокна длиной L рассчитывается по формуле:

(9)

где Ро - мощность света, направляемых мод, введенная в начале волокна; Рl - мощность света, оставшаяся в волокне на расстоянии L от его начала.

Качество волокна с точки зрения величины потерь передаваемой нему энергии принято оценивать коэффициентом затухания α, т.е. величиной затухания волокна на длине в 1 км, которое может быть определено из выражения:

, (10)

где а - затухание оптического волокна длиной L, дБ; L - длина оптического волокна, км.

Таким образом, коэффициентом затухания оптического волокна, называется величина, характеризующая уменьшение мощности оптического излучения при его прохождении по ОВ, выраженная в дБ, отнесенная к длине оптического волокна. Максимальное значение коэффициента затухания оптических волокон в оптическом кабеле называется коэффициентом затухания оптического кабеля.

Полоса пропускания и хроматическая дисперсия. Дисперсионные характеристики многомодовых волокон принято оценивать полосой пропускания и дополнительно, при необходимости коэффициентом хроматической дисперсии, а одномодовых волокон - коэффициентом хроматической и поляризационной модовой дисперсии. Ширина полосы пропускания оптического волокна определяется по его передаточной функции, а именно как интервал частот, в котором величина передаточной функции G(f) уменьшается вдвое по сравнению с величиной при нулевой частоте. Передаточная функция определяется как отношение при любой частоте между амплитудой синусоидальной модуляции оптической мощности на входе волокна и амплитудой синусоидальной модуляции оптической мощности на выходе волокна. С увеличением частоты модуляции передаточная функция уменьшается, это происходит за счет переноса оптической мощности из боковых полос частот к несущей частоте, суммарная же оптическая мощность при этом остается неизменной.

Многомодовые волокна направляют сотни мод и каждая имеет свои собственные потери, скорость и длину волны нулевой дисперсии.

Существует оптимальный параметр формы профиля gорt,, при котором теоретически достигается наибольшая полоса пропускания для определенной длины волны. В результате полоса пропускания волокна может быть оптимизирована только на одной длине волны, названной пиковой длиной волны волокна λр. При использовании длины волны отличной от λр полоса пропускания многомодового волокна будет уменьшаться.

Расположение пиковой длины волны волокна может изменяться при помощи изменения параметра формы профиля gорt и здесь имеется различие между волокнами первого и второго окна. Высококачественные волокна первого окна имеют пиковую длину волны 850 нм, тогда как волокна второго окна - 1300 нм. Двухоконные волокна представляют собой компромисс между этими двумя типами и имеют пиковую длину волны около 1100 нм. Хотя этот компромисс обеспечивает приемлемую полосу пропускания в первом и втором окнах одновременно, широкополосность при λ = 850 и 1300 нм никогда не будет выше той, которая может быть достигнута в однооконных волокнах хорошего качества.

Хроматическая дисперсия. Под хроматической дисперсией понимается расширение светового импульса в оптическом волокне из-за различия групповой скорости распространения разных длин волн, которые составляют спектр источника излучения. Хроматическая дисперсия в расчете на единицу ширины спектра источника и единицу длины волокна называется коэффициентом хроматической дисперсии и выражается в пс/нм-км.

Читайте также

Применение пространственной фильтрации для улучшения радиоголографических изображений объектов, находящихся за препятствиями
В настоящее время активно развивается раздел науки, посвященный радиовидению. Это связано с тем, что радиовидение может найти свое применение в широкой сфере деятельности человека для об ...

Проект оконечной ОС на базе системы DX200
Современное состояние и перспективные планы развития Единой Сети Электросвязи (ЕСЭ) Российской Федерации характеризуются широким внедрением цифровых технологий и оборудования цифровых си ...

Оптоэлектронные технологии
Оптоэлектроника - бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигрыватели. Разрабатывается твердоте ...