Дисперсія - розпливанню світлового імпульсу у міру його руху через оптичне волокно. Дисперсія обмежує ширину смуги пропускання і інформаційну ємність кабелю. Швидкість передачі бітів повинна бути при цьому досить низькою, щоб уникнути перекриття різних імпульсів. Чим нижче швидкість передачі сигналів, тим рідше розташовуються імпульси в ланцюжку і тим більша дисперсія допустима.
Дисперсія - розширення імпульсів - має розмірність часу і визначається як квадратична різниця тривалостей імпульсів на виході і вході кабелю довжини L за формулою. Зазвичай дисперсія нормується в розрахунку на 1км, і вимірюється в пс / км. Дисперсія в загальному випадку характеризується трьома основними факторами, які розглядаються нижче:
- відмінністю швидкостей поширення направляються мод (модовой, або межмодовой, дисперсією);
- направляючими властивостями световодной структури (хвилеводної дисперсією),
- властивостями матеріалу оптичного волокна (матеріальної, або молекулярної, дисперсією).
Чим менше значення дисперсії, тим більший потік інформації можна передати по волокну.
На практиці, особливо при описі многомодового волокна, частіше користуються терміном смуга пропускання. При розрахунку смуги пропускання W можна користуватися формулою: W = 0,44 / t. Вимірюється смуга пропускання в МГц * км. З визначення смуги пропускання видно, що дисперсія накладає обмеження на дальність передачі і верхню частоту переданих сигналів. Фізичний сенс W - це максимальна частота модуляції сигналу, що передається при довжині лінії 1 км. Якщо дисперсія лінійно зростає з ростом відстані, то смуга пропускання обернено пропорційно залежить від відстані.
Модовая дисперсія властива тільки багатомодовим волокнам. Вона виникає через те, що промені, що входять в оптоволокно під різними кутами, проходять різні шляхи і, отже, досягають протилежного кінця волокна в різні моменти часу.
Модовая дисперсія може бути зменшена трьома способами:
Використання ядра з меншим діаметром, що підтримує меншу кількість мод.
Використання волокна зі згладженим індексом.
Використання одномодового волокна.
Хроматична дисперсія складається з матеріальної і хвилеводної складових і має місце при поширенні як в одномодовом, так і в багатомодового волокна. Однак найбільш чітко вона проявляється в одномодовом волокні, з причини відсутності межмодовой дисперсії.
Матеріальна дисперсія обумовлена залежністю показника заломлення волокна від довжини хвилі.
Рівень дисперсії залежить від двох чинників:
спектральної ширини джерела. Світлодіод характеризується більшою спектральною шириною, ніж лазер - близько 35 нм для світлодіода і від 2 до 3 нм для лазера.
центральній робочої довжини хвилі джерела. В області 850 нм довші хвилі рухаються швидше в порівнянні з більш короткими. Хвилі довжиною 860 нм рухаються швидше за скляному волокну, ніж хвилі довжиною 850 нм. В області 1550 нм ситуація змінюється: коротші хвилі рухаються швидше в порівнянні з більш довгими; хвилі довжиною 1560 нм рухаються повільніше, ніж хвилі довжиною 1540 нм. В деякій точці спектра відбувається збіг, при цьому більш блакитні і більш червоні довжини хвиль рухаються з однієї і тієї ж швидкістю. Це збіг швидкостей відбувається в області 1300нм, званої довжиною хвилі з нульовою дисперсією.
Діапазон довжин хвиль від 820 до 850 часто використовується для передачі у багатьох волоконно-оптичних системах. У цьому діапазоні довжин хвиль молекулярна дисперсія дорівнює приблизно 0.1 нсек / нм ширини спектра.
Волноводная дисперсія обумовлена тим, що частина оптичної енергії (до 20% від загальної потужності) рухається не по ядру, а по оптичної оболонці. А так як вони мають різні показники заломлення, то випромінювання рухається зі злегка розрізняються швидкостями в ядрі і оптичної оболонці. Волноводная дисперсія залежить від сукупності таких геометричних параметрів оптоволокна, як відхилення від круглої форми перетину, мінливість діаметра, несоосность ядра і оболонки, мінливість показника заломлення по довжині оптоволокна і т.п.
Зміна внутрішньої структури волокна дозволяє істотно впливати на хвилевідну дисперсію, тим самим змінюючи специфіковані загальну дисперсію волокна. Це є одним з перспективних напрямків розробки одномодових систем.
Поляризаційна модів дисперсія виникає через анізотропії профілю показника заломлення серцевини оптоволокна і як наслідок - різної швидкості поширення двох взаємно перпендикулярних поляризаційних складових моди.
Через невеликої величини поляризационная дисперсія може проявлятися виключно в одномодовом волокні, причому коли використовується передача широкосмугового сигналу (смуга пропускання 2,4 Гбіт / c і вище) з дуже вузькою спектральної смугою випромінювання 0,1 нм і менше. В цьому випадку хроматична дисперсія стає порівнянної з поляризационной модовой дисперсією.
Перейти на сторінку 1 2
Проектування двоканального мікропроцесорного таймера УТ 1-М
Системи автоматизації поступово знаходяться в розвитку і з кожним новим днем з'являється, що більш модернізоване і зручний у використанні для будь-якої людини. При.
мультимедійний проектор
Японська компанія Epson є світовим лідером в області виробництва пристроїв для отримання зображення, серед яких принтери, 3LCD проектори та маленькі і сере.