Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
• вынужденное рамановское или комбинационное рассеяние (на оптических фононах).
В явлениях, зависящих от показателя преломления, при высоком уровне мощности сигнала необходимо учитывать нелинейность показателя преломления:
n = n0 + n2I,
где n0 - показатель преломления волокна, n2 n2 - коэффициент нелинейности показателя преломления волокна ((2...3)X10-16 см /Вт для кварцевого волокна), I- интенсивность оптического сигнала. К явлениям, зависящим от показателя преломления, относятся:
• фазовая автомодуляция или воздействие сигнала на собственную фазу;
• перекрестная фазовая модуляция или воздействие сигнала одного канала на фазу сигнала в другом канале;
• четырехволновое смешение или смешение некоторого числа волн с возникновением излучения на новых длинах волн.
Вынужденное обратное рассеяние Бриллюэна - Мандельштама
При вынужденном обратном рассеянии Бриллюэна-Мандельштама сигнал лазера создает периодические области с переменным показателем преломления, т. е. дифракционную решетку, которая расходится от оптического пучка подобно акустической волне. Отражения, вызванные этой виртуальной решеткой, усиливаются (складываются) и обнаруживаются в форме обратно рассеянного света с доплеровским понижением частоты (сдвигом в область длинных волн). Данное явление может приводить к значительному повышению уровня шумов и нестабильности распространения оптического сигнала, так как большая часть его мощности рассеивается назад.
Например, для оптического сигнала с длиной волны 1525 нм в волокне, соответствующем Рек. ITU-T G.653, рассеиваемый обратно сигнал понижает свою частоту примерно на 10,7 ГГц (+0,085 нм) при полосе пропускания около 60 МГц. Для волокон Рек. ITU-T G.652 рассеиваемый обратно сигнал в том же волновом диапазоне снижает частоту на 11 ГГц (+0.088 нм) при полосе пропускания около 30 МГц. На практике явление SBMS начинают учитывать, если мощность монохроматического пучка света в волокне превышает 6 дБм.
(61
Для подавления обратного рассеяния Бриллюэна-Мандельштама в существующих системах был разработан ряд методик. Наиболее популярная заключается в быстром (~50 КГц) размывании длины волны несущей частоты в диапазоне порядка 1 ГГц, что намного больше полосы пропускания рассеянного назад сигнала (30-60 МГц).
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
X,
длина волны
Рис. 3.28 Обратное рассеяние Бриллюэна-Мандельштама приводит к возникновению сигнала с понижением частоты на 11 ГГц
Вынужденное комбинационное рассеяние (Рамана)
Коэффициент комбинационного рассеяния (Рамана) намного меньше (сечение комбинационного рассеяния 10-12 см/Вт), чем в явлении обратного рассеяния Бриллюэна -Мандельштама. При этом частота сигнала понижается намного больше. Для волн из диапазона 1550 нм она понижается от 10 до 15 ТГц, что соответствует увеличению длины волны на 100 нм. Рассеиваемый сигнал имеет намного большую ширину полосы пропускания (около 7 ТГц или 55 нм). В системах WDM данное явление служит механизмом переноса энергии от коротковолновых каналов к длинноволновым.
о
X
о
X,
длина волны
Рис.3.29 Комбинационное рассеяние (Рамана) имеет очень широкий пик Фазовая автомодуляция
При очень высокой интенсивности лазерного излучения сигнал может модулировать свою собственную фазу. Такая модуляция расширяет спектр сигнала и уширяет или сжимает сигнал во времени в зависимости от знака хроматической дисперсии (положительного или отрицательного). В хвосте волнового пакета возникает сдвиг к более коротким длинам волн, а на переднем фронте - в область длинных.
В системах WDM сигнал в спектрально уширенном фазовой автомодуляцией канале, может интерферировать с сигналами соседних каналов.
GD-
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ WDM
Фазовая автомодуляция возрастает при:
• увеличении вводимой в канал мощности при постоянном эффективном сечении волокна;
• увеличении скорости передачи в канале (при высоких скоростях передачи фронт нарастания-спада информационного импульса более крутой);
• отрицательной хроматической дисперсии.
Фазовая автомодуляция создает больше проблем для систем WDM с волокном Рек. G.652 (нулевая дисперсия при 1 31 0 нм) по сравнению с системами, использующими волокно со смещенной дисперсией при 1 550 нм (Рек. ITU-T G.653) и с ненулевой смещенной дисперсией (Рек. ITU-T G.655). Уменьшение частотного интервала между каналами или увеличение числа каналов в системе незначительно влияют на рассматриваемое явление.
Фазовая автомодуляция уменьшается при:
• нулевой или небольшой положительной хроматической дисперсии;
• увеличении эффективного сечения волокна;
• компенсации дисперсии. Перекрестная фазовая модуляция
Явление перекрестной фазовой модуляции заключается в том, что сигнал одного канала модулирует фазы сигналов в соседних каналах. Перекрестная фазовая модуляция CPM (Cross-Phase Modulation) чувствительна к тем же факторам, что и явление фазовой автомодуляции, а также к увеличению числа каналов. Разнесение каналов, как и при фазовой автомодуляции, на нее практически не влияет, но явление CPM уменьшается при:
