Физические основы волоконной оптики. Волошина Т.В - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

24
POF не удается достичь скорости передачи данных, превышающей 300 Мбит/ с,
а максимальная длина пролета ограничена сотней метров .
Распространение оптического сигнала по волокну
с учетом потерь и связи между модами
С современной точки зрения оптическое волокно является фильтром с
нелинейной зависимостью формы амплитудно- частотной характеристики
(АЧХ ) от длины . Рассмотрим факторы , оказывающие влияние на амплитуду и
форму импульса на выходе реального оптического волокна. В общем виде
импульсный отклик реального волокна записывается как зависимость от
времени t мощности светового потока P на выходном торце волокна длиной z :
dfzfτt δfgzaWztP
mmm
M
m
m
])([)()exp()0(
~
),(
0
1
−−ℵ=
∫
∑
∞
=
(49)
В этом выражении предполагается, что в волокне распространяется M
модовых групп, каждая из которых (m-я) имеет групповую задержку τ
m
(с
учетом дисперсии материала и т. д .). Все эти M групп возбуждаются
неравномерно, причем коэффициент возбуждения 1
~
0 <ℵ≤
m
отражает условие
засветки входного торца по мощности. Для возбуждения мод используется
источник света, спектр излучения которого описывается функцией g ( f ) и
который генерирует импульсный сигнал бесконечно малой длительности:
)
(
)
0
,
(
t
W
t
P
δ
=
, (50)
где δ(t)=0 при t ≠ 0; W – энергия возбуждения.
Кроме того, в (49) вводится дифференциальное затухание α
m
, зависящее
от номера модовой группы, и энергия модовой группы меняется по длине в
соответствии с экспоненциальным законом
)exp()0()( zWzW
mmm
−
=
.
Выражение (49) является приближенным, и следует отметить следующие
особенности. Известно, что спектр сигнала длительностью Δ t размазывается
согласно соотношению неопределенности
t
f
∆
∆
π
2
~
(51)
и при Δt → 0 функция g(t) должна иметь бесконечную ширину. Чтобы избежать
этого осложнения, будем подразумевать под δ импульсом реально
осуществимый сверхкороткий импульс с ∆ t ≈ 20 пс. Такая длительность
чрезвычайно мала, поэтому каждый сигнал можно считать суперпозицией
следующих друг за другом сверхкоротких импульсов . Соответственно на
выходе детектор , усредняя по «гребенке» сверхкоротких импульсов ,
переданных каждой модовой группой , зарегистрирует огибающую этой
«гребенки» , форма которой зависит от каждого из членов ряда (49). С другой
стороны , уширение спектра источника, модулируемого импульсом с Δ t ≈ 20 пс,
составляет Δλ≈ 0,1 нм , что меньше реальной ширины спектра, излучаемого
большинством применяемых в волоконно- оптических системах передач
( ВОСП ) источников света, для светоизлучающих диодов (СИД) Δλ=40 нм , для

Страницы