Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
Directivityi
min 10 lg-
1 *' Pout j (X i )
где Pini (Xi) - мощность сигнала канала Xi, поступающего на входной порт i, Pout j (X i) - мощность сигнала на длине волны Xi, выходящего через другой входной порт j .
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
3.2.5 Потери на отражение
При вводе оптического излучения в оптический компонент (соединитель, мультиплексор или в само волокно) основная часть мощности передается по физическому каналу, какая-то часть поглощается, а какая-то часть отражается. В оптических системах излучение отражается по двум причинам: в результате рэлеевского рассеяния и френелев-ского отражения. Рэлеевское рассеяние возникает внутри волокна в результате неизбежного взаимодействия передаваемых световых волн с молекулами материала волокна. Поэтому рэлеевское рассеяние зависит от состава материала волокна. Оно также зависит от длины волны. Амплитуда рэлеевского рассеяния составляет около -75 дБ на метр обычного волокна на длине волны 1550 нм, и на больших расстояниях его влияние может оказаться существенным. Френелевское отражение возникает на границе раздела сред (разъемы, соединители и др.) в результате воздушных зазоров, рассогласования или несовпадения показателей преломления по обе стороны границы раздела.
Отраженный оптический сигнал нежелателен по целому ряду причин:
• Он вносит вклад в общие потери мощности.
• Мощные лазерные передатчики, используемые в системах DWDM, очень чувствительны к отраженному свету, и это может серьезно ухудшить стабильность лазера и отношение сигнал/шум системы. В отдельных случаях сильный отраженный сигнал способен даже повредить лазерный передатчик.
• Отраженный назад световой сигнал может быть повторно отражен вперед. Такие отраженные запаздывающие копии исходного сигнала при распространении вперед вызывают сложности на этапе демодуляции. Это явление называют многолучевой интерференцией MPI (Multipath Interference).
• Отражения, возникающие внутри усилителя EDFA - особенно, если зона усиления расположена между отражающими границами - могут привести к дополнительной многолучевой интерференции и значительно увеличить шумы усилителя.
При прочих равных условиях компонент с коэффициентом отражения -55 дБ предпочтительнее компонента с коэффициентом отражения -50 дБ.
3.3 ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО
Можно выделить четыре основные явления в оптическом волокне, ограничивающие характеристики систем WDM - это хроматическая дисперсия, поляризационная модо-вая дисперсия первого и второго порядка и нелинейные оптические эффекты.
3.3.1 Хроматическая дисперсия
Важной оптической характеристикой стекла, используемого при изготовления волокна, является дисперсия показателя преломления, проявляющаяся в зависимости скорости распространения сигнала от длины волны - материальная дисперсия. Кроме этого, при производстве одномодового волокна, когда кварцевая нить вытягивается из стеклянной заготовки, в той или иной степени возникают отклонения в геометрии волокна и в радиальном профиле показателя преломления. Сама геометрия волокна вместе с отклонениями от идеального профиля также вносит существенный вклад в зависимость
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
скорости распространения сигнала от длины волны, это - волноводная дисперсия. Совместное влияние материальной и волноводной дисперсий называют хроматической дисперсией волокна, рис. 3.16.
Рис.3.16 Зависимость хроматической дисперсии от длины волны
Явление хроматической дисперсии ослабевает по мере уменьшения спектральной ширины излучения лазера. Даже если бы можно было использовать идеальный источник монохроматического излучения с нулевую шириной линии генерации, то после модуляции информационным сигналом произошло бы спектральное уширение сигнал, и тем больше уширение, чем больше скорость модуляции. Есть и другие факторы, приводящие к спектральному уширению излучения, из которых можно выделить чирпирование источника излучения.
Таким образом, исходный канал представлен не единственной длиной волны, а группой длин волн в узком спектральном диапазоне - волновым пакетом. Так как различные длины волн распространяются с разными скоростями (или точнее, с разными групповыми скоростями), то оптический импульс, имеющий на входе линии связи строго прямоугольную форму, по мере прохождения по волокну будет становиться все шире и шире. При большом времени распространения в волокне этот импульс может смешаться с соседними импульсами, затрудняя точное их восстановление. С увеличением скорости передачи и длины линии связи влияние хроматической дисперсии возрастает.
Хроматическая дисперсия, как уже говорилось, зависит от материальной и волноводной составляющих. При некоторой длине волны А 0 хроматическая дисперсия обращается в ноль - эту длину волны называют длиной волны нулевой дисперсии. Одномодовое кварцевое волокно со ступенчатым профилем показателя преломления обладает нулевой дисперсией на длине волны 1 31 0 нм. Такое волокно часто называют волокном с несмещенной дисперсией.
Волноводная дисперсия в первую очередь определяется профилем показателя преломления сердцевины волокна и внутренней оболочки. В волокне со сложным профилем показателя преломления, изменяя соотношение между дисперсией среды и дисперсией волновода, можно не только сместить длину волны нулевой дисперсию, но и подобрать нужную форму дисперсионной характеристики, т.е. форму зависимости дисперсии от длины волны.
