Организация технической эксплуатации ВОЛС

Рисунок 14. Искажение формы импульсов из-за дисперсии

Дисперсия - это расплывание светового импульса по мере его движения по оптическому волокну. Дисперсия ограничивает ширину полосы пропускания и информационную емкость кабеля. Уменьшение дисперсии приводит к увеличению полосы пропускания.

Наличие дисперсии объясняется тремя основными факторами:

• Различными скоростями распространения направляемых мод в волокне (межмодовая дисперсия τмод);
• Различными направляющими свойствами световодной структуры (волноводная дисперсия τвол);
• Зависимостью свойств материала оптического волокна от длины волны (материальная дисперсия τмат).

Рисунок 15. Виды дисперсии

Межмодовая дисперсия свойственна только многомодовым волокнам. Различные моды имеют различные фазовые и групповые скорости и их максимумы энергии достигают детектор в различные моменты времени. Лучи проходят различные пути и, следовательно, достигают противоположного конца волокна в различные моменты времени.

Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне. Однако наиболее отчётливо она проявляется в одномодовом волокне из-за отсутствия в нём межмодовой дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.

Волноводная (внутримодовая) дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Внутримодовая дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника Δλ.

Рисунок 16. Хроматическая дисперсия

Поляризационная модовая дисперсия (τпол) возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды.

Рисунок 17. Поляризационная модовая дисперсия

Результирующая дисперсия в ООВ включает в себя все виды дисперсии и ограничивает максимальную скорость передачи информации по линиям связи.

Информационную емкость ОВ различных типов принято характеризовать полосой пропускания и коэффициентом широкополосности. Полоса пропускания определяется как диапазон частот, в пределах которого значение АЧХ больше или равно половине максимального значения. Это соответствует снижению уровня оптической мощности сигнала на границах полосы пропускания на 3 дБ. Коэффициент широкополосности равен полосе пропускания ОВ длиной L = 1 км и выражается в МГц*км.

Полоса пропускания ОВ (в мегагерцах) обратно пропорциональна длине L линии связи. Многомодовое ОВ имеет коэффициент широкополосности 200…1000 МГц*км и используется, в основном, во внутри объектовых системах связи и в структурированных кабельных системах (СКС).

Одномодовое ОВ является весьма широкополосным (10-100 ГГц) и позволяет реализовать огромные скорости передачи на большие расстояния (сотни км).