Проектирование волоконно-оптической линии связи на участке Хабаровск – Лазарев – Ю.Сахалинск, страница 16

         T -  температура перехода стекла в твердую фазу, равная  ;

          - коэффициент сжимаемости, равный  .

Таким образом, согласно формуле (3.7) собственное затухание кабеля определяется:

Так как технология изготовления волокна очень высока и дополнительные потерии примерно равны 0,05 дБ/ км. Затухание одного км волоконно-оптического кабеля < 0,22 дБ/км.

3.5  Дисперсия и пропускная способность ОВ.

Наряду с затуханием сигнала важнейшим параметром ВОЛС является полоса частот ∆F, пропускаемое ОВ. Она определяет тот объем информации, который можно с заданным качеством передать по оптическому волокну. В предельном идеализированном варианте по ОВ возможно организация огромного числа каналов на большие ростояния, а фактически  ∆F ограничена. Это обусловлена тем, что сигнал на приемный конец приходит размытым вследствие различия скоростей распространения в световоде отдельных его составляющих. Данное явление носит название дисперсии и оценивается величиной уширения передаваемых импульсов. Полоса частот ∆F=.

Пропускная способность ОВ зависит от типа и свойств ОВ (одномодовое или многомодовое, градиентное или ступенчатое), а также от типа излучателя (лазер или светоизлучающий диод).

Сравнивая дисперсионные характеристики различных ОВ, можно отметить, что лучшими данными обладают одномодовые световоды.

В ступенчатых, многомодовых ОВ, наблюдается весма значительная дисперсия. Разные моды имеют различные скорости распространения, в результате чего на приемном конце нарушаются фазовые соотношения составляющих сигнала и сигнал сильно искажается.

 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 скорости распространения различных лучей выравниваются и они приходят на приемный конец практически в одинаковое время. 

 В  одномодовых оптических волокнах (ООВ) межмодовая дисперсия отсутствует. Однако уширение импульсов в них полностью не исчезает, т. к. групповая скорость распространения фундаментальной моды зависит от длины волны. В результате этого, различные составляющие спектра импульса распространяются  различными групповыми скоростями. Это явление называется хроматической дисперсией.

   Еще один потенциальный источник уширения импульсов связан с двулучепреломлением волокна. Свет – это поперечные электромагнитные волны. Направление колебаний вектора электрического поля в идеально куруглом волокне может быть любым в плоскости, перпендикулярной оптической оси. Поэтому фундаментальная мода в одномодовом волокне содержит две ортогонально поляризованные моды. В волокне с оптически идеальной симметричной круглой сердцевиной и оболочкой как в объемной изотропной среде моды обеих полятрзаций распространялись бы с одинаковой скоростью. Наибольшие отклонения сердцевины волокна или оболочки от идеальной симметрии а также возникновение механических напряжений ведут к появлению двулучепреломления.

Разделение мод, а точнее их задержка друг относительно друга (в пс), на выходе из волокна называется поляризационной модовой дисперсией (ПМД). ПМД играет важную роль в высокоскоростных ВОСП, особенно при использовании усилителей для увеличения дальности передачи информации и компенсаторов для уменьшения влияния хроматической дисперсии.

Определим хроматической дисперсии ООВ, которая состаит из материальной и волноводной дисперсии.:

                                                                                                           (3.10)

Полное уширение импульсов τ, уширение, определенное по уровню 0,5 от максимальной амплитуды  , и среднеквадратичное уширение σ находятся в следующем соотношении

                                                                                                                 (3.11)