Название: Направление системы электросвязи Часть 1 - учебное пособие (Анатолий Денисов, Константин Алексеев)

Жанр: Технические

Просмотров: 3895


3.3. расчет дисперсии в оптических кабелях

 

Одно из важнейших явлений процесса распространения импульсных сигналов по оптическим кабелям – дисперсия, рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. В результате дисперсии импульсный сигнал на вход приемного устройства приходит тем более искаженным, чем длиннее линия (рис. 14). Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса (уширение импульса) при прохождении его по оптическому кабелю, появлению межсимвольных помех и, в конечном счете, – к ограничению пропускной способности кабеля.

Дисперсионные искажения имеют характер фазовых искажений сигнала и обусловлены различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления. Уширение импульсов возникает не только исключительно при прохождении сигнала через оптическое волокно, но и за счет прохождения сигнала через соединители, модулирующие, демодулирующие и другие устройства. В случае гауссовой формы импульсов все эти приращения длительности сигнала суммируются по квадратичному закону:

,                           (23)

где tвых – длительность импульса на выходе фотоприемника; tвx – длительность импульса на входе излучателя; τиi – уширение импульса в i-м элементе тракта.

tвх

 

 

tвых

 

Рис. 14

 

Как правило, наибольшие искажения в сигнал вносит оптический кабель. Поэтому, зная длительность импульсов на входе и выходе тракта, можно рассчитать величину уширения импульсов в оптическом кабеле, причем значения τвх и τвых берутся на уровне половины амплитуды импульсов (рис. 14).

 

Виды дисперсии

 

Существует целая группа причин возникновения дисперсии

(рис. 15). Как видно из рисунка, дисперсия может возникать при большом количестве распространяемых по волокну мод (модовая дисперсия), которая зависит от типа профиля показателя преломления в используемом волокне. Дисперсия возникает из-за некогерентности источников излучения и наличия определенного спектра (а не одной длины волны) в передаваемом сигнале (хроматическая дисперсия). В реальных градиентных и одномодовых волокнах существенной может оказаться «профильная» дисперсия, которая возникает из-за флуктуации профиля показателя преломления (ППП), вызванной различными причинами.

 

 

Рис. 15