34. 35. 36. 37. Внутрішньомодова, міжмодова та матеріальна дисперсії.

Вид дисперсии	Причина дисперсии	Ступенчатый профиль		Градиентный профиль
		Многомодовое волокно	Одномодовое волокно
Модовая или волноводная	Постоянная распространения моды зависит от частоты	Малое значение	Возможно взаимная компенсация	Малое значение
Межмодовая	Разные моды имеют разные групповые скорости распространения	20…50 нс/км	-	0,1…0,3 нс/км (лазер); 2…4 нс/км (светодиод)
Материальная	Показатель преломления материала световода зависит от частоты	2…5 нс/км		0,1…..2 нс/км
Полоса частот		Десятки мегагерц	Тысячи мегагерц	Сотни мегагерц

В ступенчатых световодах при многомодовой передаче доминирует модовая дисперсия, достигающая больших значений (20…50 нс/км)

В одномодовых ступенчатых световодах отсутствует модовая дисперсия. Здесь проявляется волноводная и материальная дисперсия, но они почти равны по абсолютной величине и противоположны по фазе в широком спектральном диапазоне в силу этого происходит их взаимная компенсация и результирующая дисперсия при = 1,2…1.7 мкм не превышает 1 нс/км.

В градиентных световодах происходит выравнивание времени распространения различных мод и определяющим является дисперсия материала, которая уменьшается с увеличением длины волны по обсалютной величине она колеблется в пределах 3…5 нс/км

Сравнивая дисперсионные характеристики световодов можно отметить что лучшими данными обладают одномодовые световоды. Хорошие данные также у градиентных световодов с плавным изменением показателя преломления. Наиболее резко дисперсия проявляется у ступенчатых многомодовых световодов это объясняется тем что в ступенчатом многомодовом световоде лучи резко отражаются от границы сердечник – оболочка. Причем пути следования различных лучей различны и поэтому они приходят к концу линии со сдвигом во времени, это приводит к искажению передаваемого сигнала (дисперсии).

35. Внутримодовая дисперсия (волноводная)

Составляющая хроматической дисперсии, обусловленная нелинейной зависимостью постоянной распространения данной моды оптического волокна от длины волны оптического излучения. Возникающая в результате дисперсии групповой скорости распространяющейся моды. Единственный вид дисторсии, имеющей место в одномодовом волокне.

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны γ = ψ(λ). Волноводная дисперсия зависит от ширины передаваемого спектра частот.Величина уширения импульсов из-за волноводной дисперсии τ_вв находится из выражения

.

Для инженерных расчетов можно использовать упрощенную формулу:

τ_вв = Δλ В(λ),

где Δλ (мкм)– ширина спектра источника; В(λ) (пс/(км·нм)) – удельная волноводная дисперсия. Удельная волноводная дисперсия так же, как и удельная материальная дисперсия, выражается в пикосекундах на километр длины световода и на нанометр ширины спектра.

Для ОВ со ступенчатым ППП, вблизи длины волны λ ≈ 1,35 мкм происходит взаимная компенсация материальной и волноводной дисперсии. Из-за этого волна 1,3 мкм получает широкое применение при передаче по одномодовым волокнам, однако по затуханию предпочтительнее волна 1,55 мкм. Поэтому для достижения минимума дисперсии приходится варьировать профиль показателя преломления и диаметр сердечника. Степень влияния хроматической дисперсии на частотные характеристики канала зависит в первую очередь от спектральных свойств источника излучения. Для лазерных источников благодаря узкой полосе частот излучаемой несущей дисперсия характерна в меньшей степени. В некогерентных источниках (светодиодах) полоса несущей существенно шире, и хроматическая дисперсия проявляется значительнее.

В ступенчатых световодах при многомодовой передаче доминирует модовая дисперсия, достигающая больших значений (20…50 нс/км)

В одномодовых ступенчатых световодах отсутствует модовая дисперсия. Здесь проявляется волноводная и материальная дисперсия, но они почти равны по абсолютной величине и противоположны по фазе в широком спектральном диапазоне в силу этого происходит их взаимная компенсация и результирующая дисперсия при = 1,2…1.7 мкм не превышает 1 нс/км