Дисперсионные искажения сигналов

по оптическим кабелям является дисперсия – рассеяние во времени спектральных

и модовых (характеристик) составляющих оптических сигналов. В результате дисперсии импульсный сигнал на вход приемного устройства приходит тем более искаженным, чем больше линия

ΔF – определяет объем передаваемой информации

прохождении о оптическому кабелю, межсимвольных помех, и в конечном счете

– к ограничению пропускной способности кабеля. Дисперсионные искажения имеют характер фазовых искажений сигнала и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной 3ависимости показателя преломления.

соответствующие модам лучи идут под разными углами, проходят различный путь

в сердцевине волокна, и следовательно, поступают на выход с различной задержкой.
В кабелях со ступенчатыми волокнами модовая дисперсия определяется:

оптического волокна
lc – длина связи мод (lc =5-7 км

для СОВ) – это длина ОВ, после прохождения которой в результате взаимного преобразования мод на нерегуляр-ностях (обмен энергии между модами и их высвечивание) соотношение между мощностями различных мод становиться практически постоян-ным. Модовая дисперсия в этом случае возрастает уже не по линейному , а по корень - квадратичному закону.
В кабелях с градиентными волокнами модовая дисперсия определяется :

и градиентных (б) волокон (рисунок 1)







В целом задержка мод оказывается

приблизительно одинаковой, а уширение импульсов по сравнению со ступенчатыми волокнами снижается более чем в 10 раз.

Рисунок 1а

Рисунок 1б

излучения, характером диаграммы направленостью и его некогерентностью. Она делиться на

материальную, волноводную и профильную(для реальных волокон)

с длиной волны n=ϕ(λ), а практически любой, даже лазерный источник

излучения генерирует не на одной длине волны (λ), а в определенном спектральном диапазоне (Δ λ). В результате различные спектральные составляющие передаваемого оптического сигнала имеют различную скорость распространения, что приводит к их различной задержке на выходе волокна.
Из-за узкой полосы Излучаемых длин волн у лазерных источников излучения данный вид дисперсии оказывается незначительно, а в некогерентных источниках (СИДах) – полоса пропускания существенно шире, и эта дисперсия проявляется достаточно значительно.

показателя преломления (для идеального ступенчатого ППП):
τмат= Δ λ*l*М (λ),
где :

Δ λ – ширина спектра излучения источника обычно соответствует 1-3 нм для лазера и 20-40 нм для СИД;
М (λ) – удельная материальная дисперсия (пс/(км*нм))
l – длина линии, км.
С увеличением длины волны значение τмат уменьшается, а затем проходит через нуль и приобретает минусовое значение.

изготовления ОВ. Для кварцевого стекла М(λ) имеет зависимость:

коэффициента распространения моды от длины волны γ=ϕ(λ). Являясь составной частью

хроматической дисперсии, волноводная дисперсия зависит от ширины передаваемого спектра частот.
Для инженерных расчетов используется упрощенная формула:
τвв = Δ λ*l*B (λ)
где B (λ) – удельная волноводная дисперсия, пс/км*нм;
Δ λ – ширина спектра излучения источника, нм;
l – длина линии, км.
Вблизи длины волны λ = 1,35 мкм происходит взаимная компенсация материальной и волновой дисперсии

от длины волны, это приводит к различию скоростей распространения частотных

составляющих излучаемого спектра. Поэтому внутримодовая дисперсия, в первую очередь определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника Δλ.

размеров волокна от номинальных значений.
Основные причины:

поперечные и продольные малые отклонения (флуктуация) геометрических размеров и формы волокна (на пример, небольшая эллиптичность поперечного сечения волокна);изменения границы профиля ПП; осевые и внеосевые провалы ППП, вызванные особенностями технологии изготовления ОВ.

формула
Τпр = Δλ*l*П(λ),
где П (λ) – удельная профильная дисперсия,

пс/км *нм;
Δ λ – ширина спектра излучения источника, нм;
l – длина линии, км.

строительства и эксплуатации ВОЛС. В ряде случаев профильная дисперсия может

оказать существенное влияние на общую дисперсию. Профильная дисперсия может появляться как в многомодовых, так и в одномодовых ОВ.
Результирующее значение дисперсии определяется по формуле: