РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВОЛС - Проектирование волоконно-оптической линии связи между городами Соликамск и Екатеринбург

В общем виде ограничивающим фактором при выборе длины участка регенерации может быть как затухание, так и дисперсия. Затухание

Приводит к ослаблению сигнала и уменьшению дальности передачи ; дисперсия приводит к ограничению пропускной способности световода, которая сказывается тем сильнее, чем длиннее линия.

Дисперсия - это рассеяние во времени и в пространстве спектральных или модовых составляющих оптического импульса, что ведет к увеличению его длительности при распространении его по оптическому волокну.

В одномодовых ступенчатых световодах проявляется хроматическая (частотная) дисперсия. В величину хроматической дисперсии основной вклад вносят две составляющие: волноводная дисперсия и материальная дисперсия.

, пс.

Волноводная (внутримодовая) дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ, а именно: зависимостью групповой скорости моды от длины волны оптического излучения, что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра. Поэтому волноводная дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника, т. е.

Где ? ширина спектра излучения источника, нм;

L ? длина линии, км;

? удельная волноводная дисперсия, .

Код приложения S4.1:

Пс

Код приложения L4.1:

Материальная дисперсия в ОВ обусловлена зависимостью показателя

Преломления от длины волны. Являясь составной частью хроматической дисперсии (так же как и волноводная дисперсия), материальная дисперсия зависит от ширины передаваемого спектра частот.

Где ? ширина спектра излучения источника, нм;

L ? длина линии, км;

? удельная материальная дисперсия, .

Код приложения S4.1:

Пс

Код приложения L4.1:

Значения и, в зависимости от рабочей длины волны, приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Длина волны, мкм	1,31	1,55
,	8	12
,	-5	-18

Код приложения S4.1:

= 12 Пс

Код приложения L4.1:

Явление дисперсии приводит к тому, что при прохождении последовательности прямоугольных импульсов (цифрового сигнала) через

Определенную длину ОВ, импульсы будут уширяться и, в итоге, станет невозможным разделение двух соседних импульсов, т. е. возникнут ошибки передачи. Таким образом, дисперсия является основным фактором, ограничивающим пропускную способность, или ширину полосы пропускания ОВ.

При оценке ширины полосы частот одномодового волокна длиной необходимо проверить выполнение следующего условия:

Ширина полосы частот источника излучения должна быть больше ширины полосы частот модулирующего сигнала или, где и ? соответственно диапазон длин волн, излучаемый источником излучения, и диапазон длин волн модулирующего сигнала. Для этого случая справедливо соотношение:

Где ? коэффициент, зависящий от формы сигнала. При гауссовой форме сигнала K=1,3;

? хроматическая дисперсия одномодового волокна, пс.

Код приложения S4.1:

Код приложения L4.1:

Для проверки условия рассчитывается диапазон длин волн модулирующего сигнала:

Где ? полоса частот волокна длиной 1км, МГц;

? рабочая длина волны источника излучения, мкм;

? скорость распространения света в вакууме, м/с.

Код приложения S4.1:

Код приложения L4.1:

Код приложения S4.1

Код приложения L4.1

Дисперсия в оптическом волокне оказывает влияние также и на быстродействие системы передачи.

Полное допустимое быстродействие системы определяется скоростью передачи линейного цифрового сигнала, типом линейного кода и рассчитывается по формуле: