Исследование различных методов компенсации дисперсии в волоконно-оптических линиях передачи
Введение
Нoвые технологии компенсации дисперсии отвечают требованиям, которые предъявляют волоконно-оптические системы передачи с большой пропускной способностью.
Первое поколение методов компенсации дисперсии возглавляет классический подход компенсации хроматической дисперсии. Классический подход компенсации хроматической дисперсии заключается в использовании оптических элементов, таких как линзы и призмы, для изменения показателя преломления света в разных длинах волн. Это позволяет корректировать различную дисперсию, вызванную различными длинами волн, и достигать более точного фокусирования изображения на сенсоре камеры. Этот метод обычно используется в объективах для фото и видеокамер. В систему передачи добавляют компоненты с постоянной хроматической дисперсией, так чтобы компенсировать, свести к нулю, накопленную хроматическую дисперсию линии передачи. Метод статической компенсации хроматической дисперсии не совсем позволяет увеличить длину линий передачи, так как он не влияет
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Дисперсия сигналов в оптических волокнах 9
1.1 Дисперсия в одномодовых волокнах 9
1.2 Одномодовые оптические волокна 11
1.3 Геометрические параметры оптического волокна 18
1.4 Межмодовая дисперсия и полоса пропускания 22
1.5 Затухание в оптическом волокне 27
1.6 Хроматическая дисперсия 31
1.7 Поляризационная модовая дисперсия 33
2 Методы компенсации дисперсии в ВОСП 35
2.1 Принципы компенсации дисперсии 35
2.2 Волоконные брэгговские решетки 35
2.3 Фазовые фильтры и эталоны 37
2.4 Динамическая компенсация и направления развития 38
2.5 Оптическое волокно, компенсирующее дисперсию 39
2.6 Компенсаторы на основе брэгговских решеток с переменным периодом 42
2.7 Методы электронной компенсации хроматической дисперсии 45
3 Компенсация дисперсии методом нелинейной фазовой фильтрации 48
3.1 Основные параметры и характеристики нелинейных фазовых фильтров 48
3.2 Оптимизация НФФ в задаче компенсации дисперсии сигналов 49
4 Моделирование алгоритмов компенсации дисперсии 60
Заключение 70
Список использованных источников 71
Приложение А 73
Приложение Б 76
Приложение В 78
Приложение Г 82
Список использованных источников
1. Убайдулаев, Р.Р. Волоконно-оптические сети [Текст] / Р.Р. Убайдулаев. // - М. : Эко-Трендз, 2000. – 267 с.
2. Дмитриев, А.Л. Оптические системы передачи информации [Текст] : учеб. пособие для вузов / А.Л. Дмитриев. // – СПб. : СПбГУИТМО, 2007. – 96 с. (Учебное пособие)
3. Зингеренко, Ю.А. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей [Текст] : конспект лекций / Ю.А. Зингеренко. // – СПб. : СПбГУИТМО, 2005. – 143 с. (Конспект лекций)
4. Иванов, В.И. Оптические системы передачи [Текст] : учебник для вуза / В.И. Иванов. // – М. : Радио и связь, 1994. – 41 с. (Учебник для вуза)
5. Кловский, Д.Д. Теория электрической связи [Текст] : учебник для вуза / Д.Д. Кловский. // – М. : Радиотехника, 2009. – 647 с. (Учебник для вуза)
6. Василенко, Г.И. Теория восстановления сигналов [Текст] / Г.И. Василенко. // - М. : Советское радио, 1979. – 272 с.
7. Григоров, И.В. Компенсация дисперсии сигналов в каналах связи с применением нелинейных фазовых фильтров – «Физика волновых процессов и радиотехнические системы.» [Текст] : статьи / И.В. Гигоров. // – Том 9, № 5, 2006. – 32–39 с. (Статьи)
8. Григоров, И.В. Использование нелинейных ортогональных преобразований для сжатия сигналов звукового диапазона – «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» [Текст] : статьи / И.В. Григоров. // – Том 8, №3, 2005. – 58–62 с. (Статьи)
9. Горячкин, О.В. Лекции по статистической теории систем радиотехники и связи [Текст] : учебник для вуза / О.В. Горячкин. // – М. : Радиотехника, 2008. – 192 с. (Учебник для вуза)
10. Папулис, А. Теория систем и преобразований
Этот тип ОВ был предложен для использования в локальных и местных сетях с короткой длиной регенерационного участка, при этом используется вся спектральная полоса от1,3 до1,6 мкм. Однако долговременная стабильность характеристик этого ОВ еще не до конца изучена, т.е. проблема появления водяного пика в процессе эксплуатации не решена.
Компания Corning представила еще один тип волокна, MetroCor, которое, как и AllWave, не имеет водяных пиков и смещенной ненулевой дисперсии и имеет отрицательный знак в третьем и четвертом прозрачных окнах. Это волокно предназначено, в первую очередь, для локальных и местных сетей передачи данных с использованием второго-пятого прозрачных окон.
При распространении световых импульсов по оптоволокну возникают явления размытия или дисперсии. Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации может быть передан по волокну.
По оптоволокну передается не только световая энергия, но и полезные информационные сигналы. Импульсы света, определяющие поток информации, размываются в процессе распространения. Если импульсы достаточно широкие, они накладываются друг на друга и становятся неразличимыми при приеме.
Дисперсия – уширение импульса – является временным измерением и определяется как квадратичная разность между длительностью импульса на выходе и входе кабеля длиной L.
Дисперсия обычно нормируется на 1км и измеряется в пс/км. Дисперсия обычно характеризуется тремя основными факторами, описанными