Загасання в ОК. Вікна прозорості.

Одним з основних вимог, пропонованих до будь-якої системи передачі, є велика довжина ділянки регенерації, що визначається втратами в середовищі передачі. Тому найважливішим параметром ВС є його загасання. Загасання ВС залежить від декількох факторів, і, у першу чергу, від матеріалу світловода і довжини хвилі випромінювання.

На рис. 6.13 наведена спектральна залежність загасання, на якій яскраво виражені мінімуми загасання в деяких діапазонах довжин хвиль. Ці діапазони довжин хвиль називаються вікнами прозоростіВС.

Найбільш використовуваними є три вікна прозорості. Центральні довжини хвиль у цих вікнах складають: 0,85 мкм для першого, 1,3 мкм для другого і 1,55 мкм для третього вікон прозорості (Перше – від 770 нм до 860 нм, друге — від 1270 нм до 1355 нм, і третє — від 1500 нм до 1600 нм). Спочатку для практичного застосування було освоєно перше вікно прозорості, тому що вже в середині 70-х років існували джерела оптичного випромінювання з довжиною хвилі 0,85 мкм, це червона границя видимого спектра. В даний час освоєні друге і третє вікна прозорості (невидиме випромінювання) і ведуться роботи з освоєння ближнього інфрачервоного діапазону (=2–4 мкм). Освоєння цього діапазону дозволить трохи збільшити діаметр серцевини одномодового ВС, що спростить технологію виробництва ВС.

Рисунок 6.13 – Спектральна залежність загасання ВС

Рис. 6.13 – Частотна характеристика загасання в скляному оптичному волокні

Оптичні волокна, призначені для використання одночасно в першому і другому діапазонах, називаються двохвіконними. В другому і третім вікні за допомогою спеціальної корекції, що називається дисперсійним зсувом і здійснюється підбором складу скла, можна домогтися розширення смуги прозорості в одному з вікон за рахунок звуження її в інші.

Основними причинами виникнення втрат у ВР є поглинання і розсіювання енергії. Втрати внаслідок поглинання підрозділяються на власні і невласні. Власне поглинання викликане взаємодією світлової хвилі, що поширюється, з компонентами матеріалу світловоду й оболонки, не утримуючих домішок. Поглинання енергії в цьому випадку веде до квантових переходів між різними електронними і молекулярними енергетичними рівнями речовини. Ці явища носять резонансний характер, чим порозуміваються сплески на кривих (рис. 6.13).

Невласне поглинання обумовлене наявністю домішок навіть у незначній кількості, обчислювальній іноді одиницями атомів домішки на мільйон атомів власної речовини. Особливо значне поглинання викликає наявність іонів деяких металів (мідь, хром, залізо, нікель) і наявність у матеріалі іонів гідроксильних груп ОН. Основним механізмом цих втрат є резонансне поглинання енергії атомами й іонами домішок на різних довжинах хвиль.

У загальному випадку у ВС у режимі лінійної оптики (при малих значеннях оптичної потужності) спостерігається три основних види розсіювання: релеєвське, молекулярне і променеве. Фундаментальним лінійним ефектом є розсіювання Релея. Це розсіювання не залежить від інтенсивності світла. Воно обумовлено мікролокальними флуктуаціями показника переломлення речовини, що, у свою чергу, виникають за рахунок мікроскопічних неоднорідностей у матеріалі, тому що стекло має аморфну, а не кристалічну структуру. Ці неоднорідності набагато менше довжини хвилі і ростуть пропорційно . Ці втрати є непереборними.

Повне загасання в матеріалі волоконного світловода визначається сумою втрат

; ; ,

де – втрати внаслідок поглинання; – втрати внаслідок розсіювання; – власні втрати; – втрати релеєвського розсіювання; – втрати молекулярного розсіювання; – втрати променевого розсіювання.

Інша формула (розрахункова) для загасання в лінії:

, где P₀ - уровень сигнала, передаваемый стабилизированным источником сигнала в дБм, P_L - уровень сигнала, измеряемый оптическим измерителем мощности (ОРМ) на конце измеряемого участка в дБм.

Променеве розсіювання виникає на великих частках, розміри яких більше довжини хвилі випромінювання. Молекулярне розсіювання виникає на частках порівнянних з довжиною хвилі оптичної несущої.

Крім цих втрат у кабелі виникають додаткові – кабельні втрати. При виробництві волокна й у процесі його укладання в кабель виникають мікро- і макровигини. Мікровигини – це перекручування прямолінійності оптичного волокна в процесі його виробництва, макровигини виникають при укладанні ОВ у кабель. Механізм втрат при мікро- і макровигинах ясний з рис. 6.14. На мікровигинах виникає розсіювання світла, на макровигинах порушується умова повного внутрішнього відбиття.

Рис. 6.14 – Механізм утрат на мікровигинах (а) і макровигинах (б)

6.6 Технології вимірів в оптичних системах передачі

6.6.1 Типова схема оптичної лінії передачі

Розглянемо типову схему волоконно-оптичної системи передачі (ВОСП), представлену на рис. 6.15.

Рисунок 6.15 – Типова схема волоконно-оптичної лінії передачі

До складу ВОСП входять: оптичний передавач чи генератор сигналу, інтерфейс оптичного генератора, оптичне волокно чи кабель з характерними місцями сполучення різних кабелів і зварювань і неоднорідностями, проміжні станції чи ретранслятори й оптичний приймач сигналу. У ВОСП входять також система передачі, що приймає електричний сигнал і апаратура сполучення, що забезпечує перетворення електричного сигналу в оптичний. Найбільш істотними для вимірів у ВОСП є параметри оптичного волокна крапки з'єднання з апаратурою передачі/прийому і регенерації, місця сполучення різних кабелів і зварювальні з'єднання, а також можливі неоднорідності в кабелях, що звичайно служать основною причиною деградації якості зв'язку.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Поширення сигналу в ОК. Одномодові і багатомодові волокна. Числова апертура. Апертурний кут.	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.018 сек.