Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет

им. М.К.Аммосова»

Технологический институт

Кафедра многоканальных телекоммуникационных систем

Реферат

на тему:

«Дисперсия в оптических кабелях»

Выполнила:студент 2-го курса

гр. ИТСС-15(А) ТИ СВФУ

Сивцева Саввльяна

Проверила: Огоюкина М.Н.

Якутск, 2017

Содержание

Введение 3

I. Дисперсия…………………………………………………………………………..4

1. Межмодовая дисперсия 4

2. Хроматическая дисперсия 5

3. Поляризационная модовая дисперсия 6

II. Зависимость дисперсии от типа волокна 6

Заключение 14

Список использованной литературы 15

Введение

При передаче полезного информационного сигнала по оптическому волокну важную роль играет не только затухание оптической мощности по мере распространения сигнала, но и искажение формы сигнала за счет дисперсии различного рода. Дисперсия приводит к расплыванию (уширению) сигнала и при достаточно большом уширении импульсные сигналы начинают перекрываться, что приводит к невозможности их выделения при приеме.

Дисперсия оптического волокна – уширение оптических импульсов – имеет размерность времени и определяется как квадратичная разность длительностей импульсов на выходе ( ) и входе ( ) оптического волокна длины L по формуле:

  (3.1)

Дисперсия нормируется в расчете на 1 км, и измеряется в пс/км. Дисперсия характеризуется тремя основными факторами :

- различием скоростей распространения направляемых мод (межмодовая дисперсия);

- направляющими свойствами световодной структуры (волноводная дисперсия);

- свойствами материала оптического волокна (материальная дисперсия).

Результирующая дисперсия определяется из формулы

   , (3.2)

где и = + – расширение импульса на выходе ОВ относительно импульса, поданного на его вход, имеющее место в результате межмодовой и хроматической дисперсии соответственно.

1. Дисперсия

Дисперсия – расплывание светового импульса по мере его движения по оптическому волокну. Дисперсия ограничивает ширину полосы пропускания и информационную емкость кабеля. Скорость передачи битов должна быть при этом достаточно низкой, чтобы избежать перекрытия различных импульсов. Чем ниже скорость передачи сигналов, тем реже располагаются импульсы в цепочке и тем большая дисперсия допустима.

1.Межмодовая дисперсия

Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения мод, и имеет место только в многомодовом волокне. В многомодовом световоде, в котором может распространяться большое число мод, проходящий по нему импульс размывается, так как групповые скорости мод различны. На выход световода приходят большое количество мод, у каждой из которых своя скорость распространения. Поэтому выходной сигнал размыт во времени .

Возникновение межмодовой дисперсии поясняется на рис. 1. В оптическом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления излучение распространяется по зигзагообразным, а в оптическом волокне с плавным профилем показателя преломления – по спиральным траекториям.

Рис. 1. Возникновение межмодовой дисперсии

Периферийные лучи распространяются по более длинной траектории, чем лучи центральной области. Это приводит к различию групповых скоростей различных мод. Для оптического волокна со ступенчатым профилем показателя преломления при  0,01 временная задержка между крайними по траектории лучами составляет порядка 25 нс/км, а для градиентного оптического волокна эта величина на два порядка меньше. Однако на практике для ступенчатых оптических волокон взаимодействие различных мод и дифференциальные модовые потери приводят к уменьшению значений эффективной числовой апертуры и межмодовой дисперсии.