Минимальная фазовая скорость:

(30)

Дисперсия. Под дисперсией понимается увеличение длительности импульса оптического излучения при его распространении по оптическому волокну за счет рассеяния во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия возникает по двум причинам: некогерентность источников излучения и использование многомодового режима работы оптического волокна при передаче сигнала. Дисперсия, вызванная первой причиной, называется хроматической (частотной) τ_хр. Она состоит из двух составляющих - материальной (τ_м) и волноводной (внутримодовой) (τ_в) дисперсий.

Материальная дисперсия:

		(31)
где	М(λ) – удельная материальная дисперсия, пс/(нм⋅км)

Волноводная дисперсия:

		(32)
где	В(λ) – удельная волноводная дисперсия, пс/(нм⋅км)

Результирующее уширение импульсов в результате дисперсионных процессов в однородном оптическом волокне (τ_рез):

(33)

В одномодовых ОВ модовая дисперсия отсутствует. Результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией.

8. Источники светового излучения

Источник светового излучения представляет собой прибор, преобразующий электрическую энергию возбуждения в энергию оптического излучения заданного спектрального состава и пространственного распределения.

Работа различных источников оптического излучения основана на инверсной заселенности энергетических уровней. Создание инверсной заселенности уровней называется накачкой.

---

• 
  монохроматическая чувствительность Sф, А/Вт,_, равная отношению фототока (I) к полной мощности излучения с длиной волны λ, (Р_изл(λ)) падающей на чувствительную площадку фотодиода.
  

Расчет ширины спектральной линии лазерного диодав Гц при длине волны излучения λ₀=1,54мкм и симметричной относительно неё ширины спектральной линии Δλ_0,5=0,8 нм.

Максимальная и минимальная длины волн излучения составят:

	(34)
	(35)

Соответствующие этим длинам волн минимальная f_min и максимальная f_max частоты излучения равны:

	(36)
	(37)

Ширина спектральной линии равна:

(38)

Расчет фотоприемника. Определение уровня оптической мощности в дБм на входе фотоприёмника системы передачи 155 Мбит/с, работающей на длине волны λ=1,540 мкм, если для обеспечения коэффициента ошибок р=10^-9 требуется 74000 фотонов на бит передаваемой информации.

Длине волны λ=1,540 мкм в оптическом волокне соответствует частота (f), равная:

(39)

Энергия фотона (E) равна

(40)

где v – скорость распространения света в оптическом волокне (200000км/с);

h – постоянная Планка (6,62⋅10^-34 Дж⋅с).

Требуемое число фотонов (n) на входе фотоприёмника для обеспечения р=10⁻⁹ равно

для STM-1:

(41)

---

Требуемый уровень мощности на входе фотоприёмника в дБм равен

(42)

Расчет длины регенерационного участка, исходя из допустимых потерь в линии передачи.

В этом случае длина регенерационного участка определяется энергетическим потенциалом системы передачи (W). Энергетический потенциал зависит от характеристик источника и приемника оптического излучения и определяется как разность между уровнем средней мощности оптического сигнала, вводимого в оптическое волокно (P₁), и минимально допустимым уровнем мощности на входе приемника оптического излучения (P₂) при заданном значении коэффициента ошибок:

		(43)
где	P1 – уровнем средней мощности оптического сигнала, вводимого в оптическое волокно, P2– допустимый уровнем мощности на входе приемника оптического излучения.

Расчет ожидаемых потерь в линии на длине регенерационного участка

Исходные данные для расчета:

α - коэффициент затухания оптических волокон на эксплуатационной длине волны ВОСП, дБ/км;

- строительная длина оптического кабеля ( =10км);

n₁ - число дополнительных сварных соединений, обусловленных технологией строительно-монтажных работ ВОЛС (сварки в оптическом кроссе и стыковые сварки на переходах) в курсовом проекте считать n₁= 8 ;

n₂ - число дополнительных сварных соединений, появляющихся на длине регенерационного участка в процессе эксплуатации ВОЛС (обычно
п₂=6);

а_сп - средние потери на сварку путем плавления,

---

а_сп=0,05 дБ;

а_рз - средние потери на оптическом разъеме, а_рз=0,3 дБ;

Максимальная длина регенерационного участка (L_p ) определяется по формуле:

		(44)
где	n – общее число дополнительных сварных соединений (n = n1 + n2) - энергетический запас системы передачи, =6 дБм.

Расчет длины регенерационного участка, исходя из ограничений по дисперсии

Волоконно-оптическую систему связи можно рассматривать как линейную систему с ограниченной полосой пропускания. Оптическая полоса пропускания волокна определяется как область частот, в пределах которой значение передаточной функции волоконного световода уменьшается наполовину от ее величины при нулевой частоте модуляции оптической несущей .

Между информационной пропускной способностью оптического волокна (В, бит/с), уширением импульса ( , с) и шириной оптической полосы пропускания [ Гц] имеется взаимосвязь. Ширина оптической полосы пропускания в герцах должна быть не менее скорости передачи информации в битах. Связь между величиной уширения оптических импульсов и оптической ширины полосы пропускания оптического волокна на длине регенерационного участка выражается соотношением

		(45)
где	к – коэффициент, учитывающий форму оптического сигнала. Для импульсов гауссовой формы к≈0,441

Уширение импульса будет определено формулой:

---

		(46)
где	- хроматическая дисперсия, пc/нм км; - ширина спектральной линии источника излучения, нм; Lp - максимальная длина регенерационного участка исходя из условия потерь в линии, км.

---

Смотрите также файлы

• Реферат психогигиена. Понятие. Психогигиена учащихся, студентов, возрастная студентка 417 гр.docx

• Анализ транзакционной базы данных. Ассоциативные.pdf

• Выпускная квалификационная работа бакалавра.pdf

• А. М. Баева Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017. С. 9395.docx

• Лабораторная работа 1 изучение линз и оптических систем Подготовил студент 2 курса 5 группы.docx