Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции_Волс 16-5 2014.doc
Скачиваний:
355
Добавлен:
01.06.2015
Размер:
20.64 Mб
Скачать

Задача № 1

Сравнить числовую апертуру, долю мощности, вводимую в волокно от диффузионного источника, максимальную расходимость источника, количество мод и групп мод, межмодовую дисперсию и информационную ёмкость для кварцевого волокна с оболочкой (n1= 1,51; n2 =1,5) и без оболочки (n1= 1,51; n2 =1) при диаметре сердцевины 2а=50мкм и длине волны = 0,85мкм.

Задача № 2

Оценить материальную дисперсию и информационную ёмкость для ступенчатого одномодового кварцевого волокна с источниками: светодиодом (ширина спектральной линии = 30нм) и лазерным диодом (=3нм). Параметры волокна n1= 1,51; n2 =1,5; коэффициент дисперсии материала m =0,021, =0,85мкм. Определить максимально возможный диаметр сердцевины.

2.5. Информационные параметры волс

2.5.1. Среднеквадратическая длительность импульса .

Если энергию принятого импульса Е выразить через форму оптического импульса (светового потока), как , то нормированная форма импульса

(2.11)

Среднее время прихода (центр тяжести) импульса определяется, как математическое ожидание (момент первого порядка)

(2.12)

Среднеквадратичная длительность импульсов выражается через стандартный момент второго порядка (дисперсию)

(2.13)

Аналогично можно выразить среднеквадратические ширину спектра или длину волны .

Среднеквадратическая длительность для прямоугольного импульса

Среднеквадратическая длительность для треугольного импульса

Среднеквадратическая длительность для гауссова импульса

Уширение импульса под действием межмодовой и материальной дисперсий приводит к формированию приблизительно гауссовых импульсов со среднеквадратическими длительностями мод и мат. Оба механизма снова объединяются на выходе и сформировывают вместе со входным импульсом со среднеквадратической длительностью вх приблизительно гауссовый выходной импульс со среднеквадратической длительностью

(2.14)

2.5.2.

Импульсная характеристика волокна h(t).

ВОЛС – это линейная система с ограниченной полосой и поэтому, при входном импульсе в виде –функции, принятый импульс представляет собой импульсную характеристику h(t) волокна.

Передаточная характеристика волокна H(f) - это преобразование Фурье от импульсной характеристики

(2.15)

где ­– нормализованная импульсная характеристика; Eвых – энергия выходного импульса. При этом отношение характеризует потери в волокне.

Скорость передачи информации .

В [1] показано, что исходя из достоверности передачи цифровой информации для любых импульсов

(2.16)

т.е. длительность импульсов не должна превышать ¼ периода.

Для приближенных оценок достаточно считать, что

,(2.17)

где FT – тактовая частота цифровой системы связи; Fмакс – максимальная частота модуляции аналоговой системы связи.

Для конкретных импульсов передаточные характеристики и связь между временными и частотными характеристиками имеют следующий вид:

1. Прямоугольный импульс (- безразмерная частотная переменная)

2. Треугольный импульс ;

3. Гауссов импульс ;

Энергетический потенциал

, (2.18)

где Pпер мощность передатчика (источника оптического излучения); Рпорпорпороговая чувствительность (пороговый поток) приёмного устройства (фотоприёмника).

В случае ВОЛС спектральная пороговая чувствительность имеет размерность Фпор.сп[Вт/Гц] (см. 9.2) и поэтому спектральный энергетический потенциал имеет размерность Асп[Гц]Асп[бит/с]; интегральный- Аинтсп/В; Аинт.[дБ]=10lgАинт или Аинтпор.инт, где Фпор.интпор.спВ.