Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
Форма дисперсионной характеристики является ключевой для систем WDM, в особенности, по волокну со смещенной дисперсией (Рек. ITU-T G.653). Кроме параметра А 0
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
используют параметр S0, описывающий наклон дисперсионной характеристики на длине волны X0, рис. 3.17. В общем случае, наклон на других длинах волн отличается от наклона при длине волны X0. Текущее значение наклона S0 определяет линейную составляющую дисперсии в окрестности X0.
H-1->
Длина волны X, нм
Рис. 3.17 Основные параметры зависимости хроматической дисперсии от длины волны: X0 -
длина волны нулевой дисперсии и S0 - наклон дисперсионной характеристики в точке нулевой дисперсии
Хроматическую дисперсию Tchr (обычно измеряется в пс) можно рассчитать по формуле
T chr = D(X) •AX- L,
где D(X) - коэффициент хроматической дисперсии (пс/(нм*км)) , а L - протяженность линии связи (км). Заметим, что данная формула не точна в случае ультра узкополосных источников излучения.
На рис. 3.18 раздельно показаны зависимости волноводной дисперсии для волокна с несмещенной (1) и смещенной (2) дисперсией и материальной дисперсии от длины волны.
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
Хроматическая дисперсия системы передачи чувствительна к:
• увеличению длины и числа участков линии связи;
• увеличению скорости передачи (т.к. увеличивается эффективная ширина линии генерации источника).
На нее в меньшей степени влияют:
• уменьшение частотного интервала между каналами;
• увеличение числа каналов.
Хроматическая дисперсия уменьшается при:
• уменьшении абсолютного значения хроматической дисперсии волокна;
• компенсации дисперсии.
В системах WDM с обычным стандартным волокном (Рек. ITU-T G.652) хроматической дисперсии следует уделять особое внимание, так как она велика в области длины волны 1550 нм.
3.3.2 Поляризационная модовая дисперсия
Описать характеристики идеального оптического волокна относительно просто. Они включают характеристики распространения мощности по волокну, моды с заданным состоянием поляризации на заданной длине волны и некоторые другие характеристики. Однако когда волокно уложено в кабель, а кабель затем прокладывают в разнообразных местах и эксплуатируют при различных условиях, то волокно в кабеле становится далеко неидеальным. Возникающие в процессе производства волокна напряжения приводят к остаточным напряжениям в его сердцевине и оболочке, вызывая в дальнейшем трудной предсказываемые явления двойного лучепреломления, рис. 3.19. Кроме этого, механические воздействия на волокно в скрученном кабеле создают несимметричные напряжения, увеличивающиеся при его намотке. И, наконец, во время монтажа кабель непрерывно подвергается напряжениям. Это и установка арматуры, и прокладка в канализации, подсоединение соединительных муфт и т. д. Все эти механические воздействия ведут к локальным, псевдослучайно распределенным деформациям волокна, которые нарушают геометрию волокна или соосность сердцевины и оболочки.
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
Поляризационная модовая дисперсия - это основной механизм, с помощью которого все дефекты волокна проявляются на характеристиках системы передачи.
В любой точке волокна импульс поляризованного оптического излучения можно разложить на поляризационные составляющие с двумя взаимно ортогональными состояниями поляризации, направленными вдоль двух локально ортогональных осей волокна, так называемых, быстрой и медленной осей. Отметим, что эти оси не обязательно соответствуют состоянию линейной поляризации. На практике, в уложенном в кабель волокне направление этих осей и относительная разность скоростей распространения по каждой оси (непосредственно зависящих от величины локального двулучепреломле-ния) изменяются вдоль оптического пути. Для идеализированной модели явление PMD можно представить так, что различные участки волокна имеют постоянные, но различные на каждом участке направления осей двулучепреломления. (Локальное изменение ориентации главных осей двулучепреломления волокна известно как явление связи мод.) На каждом участке волокна возникнет временная задержка между компонентами оптического сигнала, разложенного по быстрой и медленной осям. Из-за того, что направление осей двулучепреломления соседних участков волокна меняется случайным образом, форма и границы оптического импульса претерпевают статистическое временное расплывание.
Для каждой выделенной длины волны излучения можно подобрать такую ориентацию плоскости поляризации оптического импульса на входе, что импульс при прохождении волокна не будет испытывать никакого расплывания (по крайней мере, на достаточно коротком интервале времени измерения, когда можно пренебречь изменениями внешних факторов).
Действительно, существуют два взаимно ортогональных состояния поляризации, называемые основными состояниями поляризации PSP (Principal State of Polarization). Одно из них соответствует самому быстрому, а другое самому медленному времени распространения импульса по волокну. Разница времен распространения называется дифференциальной групповой задержкой DGD (Differential Group Delay), соответствующей данной длине волны. Величина задержки PMD определяется как значение DGD усредненное по длинам волн, рис. 3.20.
