Волоконно-оптическая связь, физические и технические особенности. Развитие поколений ВОС. Преимущества ВОС, страница 4

Кол-но ширина ПП обратнопропорциональна величене Д. Ширина ПП – это f модуляции света, при кот световая мощн уменьш в 2 раза по сравн с величеной сигн при отсуств модуляции.

Д зависит от: 1) формы передаваемого имп; 2) ширины спектра частот излуч Δλ; 3) рассеивание во t модовых и спектр составляющий опт сигнала.

Различают два вида дисперсии: модовая и хроматическая (сущест еще и профильная, но она  ->0). Модовая Д обусл наличием несколько мод, кот распростр с разной скоростью. Хроматич Д обьясняется не когеретностьтю источника и состоит из материальной и волноводной Д. Волноводная Д обусловл нелинейной зависемостью коэф фазы от λ опт излучения. Материальная Д обусл нелинейной завис показ преломл материала от f, приводящий к различию в фазовой скоростей распростр энергии по различн спектр составляющим сигнала. Степень влияния хроматической Д на частотные характеристики канала зависит в первую очередь от спектральных свойств источника излучения. Для лазерных источников благодаря узкой полосе частот излучаемой несущей дисперсия характерна в меньшей степени. В некогерентных источниках (светодиодах) полоса несущей существенно шире, и хроматическая дисперсия проявляется значительнее.

Общая дисперсия равна:

В ОВ примен плавленый кварц, а необходимый n достигается легирования кварца. Типичные значения n = 1.46 - 1.47. При этом отличие n сердц от n оболочки составляет 1% для МОВ и менее 0.4% для ООВ.

Профиль показателя преломления (ППП) - распределение n ОВ вдоль диаметра его поперечного сечения - является важнейшей оптической хар-кой ОВ. Именно ППП определ тип ОВ, его модовый состав и дисперсионные характеристики.

Первые (многомодовые) ОВ изготавливались с ППП в виде ступенчатой функции. Следующим шагом в развитии технологии производства световодов было изготовление ОВ с градиентным ППП, обладающих существенно меньшей межмодовой дисперсией и, как следствие, более чем на порядок увеличенной ПП. В ГМОВ, также как и в ступенчатых, диаметр сердцевины составляет 50 мкм, однако, показатель преломления изменяется плавно, по закону, близкому к параболическому. Как было показано в многочисленных исследованиях, именно такой ППП обеспечивает миндисп искажение сигнала.

Типы ОВ: одномодовый 2-х слойный; одномодовый W-световой; многомодовый со ступенч ППП; градиентный многомодовый; волновод с осевым провалом в ППП.

Числовая апертура связана с критич углом ввода излучения в ОВ – апертурный угол- угол при котором луч продолжает испытывать полное внутр отражение: NA=sinQкр

Для градиентного волокна использ понятие локальной NA, значен кот макс-о на оси и падает до 0 на границе сердц и оболочки. От значения NA зависит эффект ввода излучения ППЛ или СИД, потери на микроизгибах, дисперсия, режим ОВ.

число мод для однородного 2-х слойного ОВ: N=V2/2, V=2пaNA/λ – нормированная частота.

Условия для одномомодового режима V<2,405 и V<3,53 для параболических ОВ.

2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВОЛС

КО – канало образ оборудование

ОС – обор сопряжения

ПОМ – передающий оптич модуль

Р – регенератор

ПрОМ – приемный оптический модуль

В ВОК системах сигналы передаются несущей оптич (обычно ближнего инфракрасного) диапазона волн по ОВ. Упрощенная структурная схема волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) показана на рисунке.

По виду использ ВОСП можно клаффицировать на аналог и цифру. Ст-ра узлов КО и ОС на перед и приеме зависит от типа ВОСП.