Dyspersja światłowodów

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dyspersja światłowodów"

Konrad Edward Leśniak
5 lat temu
Przeglądów:

1 Dyspersja światłowoów Prezetaja zawiera kopie folii omawiayh a wykłazie. Niiejsze opraowaie hroioe jest prawem autorskim. Wykorzystaie iekomeryje ozwoloe po warukiem poaia źróła. Sergiusz Patela

2 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów Shemat systemu światłowoowego Źróło światła (aajik) szum Detektor światła (obiorik) Elektryzy sygał wejśiowy Światłowó Elektryzy sygał wyjśiowy

3 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 3 Degraaja jakośi trasmisji w systemah światłowoowyh Skłaiki toru trasmisji światłowoowej, umożliwiają komuikaję a zaze oległośi z użymi prękośiami. Są oe jeoześie źrółem szumu i egraaji jakośi trasmisji w torze światłowoowym. Jest to tak zway szum przyrząowy (CNR Compoet Relate Noise)

4 Źróła egraaji sygału w systemah światłowoowyh (CRN). Dyspersja światłowou (eformaja impulsu i szum moowy). łumieie światłowou 3. Wzmaiaze optyze (EDFA) - szum i ierówomierość pasma wzmoieia 4. Przełąziki optyze - przesłuhy 5. aser - migotaie harakterystyki spektralej 6. Szum ieply - laser, etektor, osprzęt elektroizy 7. Szum śrutowy - etektor 8. Nieliiowośi pray urzązeń aktywyh (lasery, etektory, moulatory) 9. Nieliiowośi optyze włóka CRN Compoet Relate Noise, szum geeroway w pasywyh i aktywyh elemetah liii światłowoowej. Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 4

5 Defiija yspersji Defiija: Dyspersja to owole zjawisko, w którym prękość rozhozeia się fali elektromagetyzej zależy o jej zęstotliwośi. W telekomuikaji termiu yspersja używa się opisują proesy, w któryh sygał iesioy przez falę elektromagetyzą rozhoząą się w ośroku ulega egraaji. Degraaja ta występuje, poieważ róże skłaowe fali (różiąe się zęstotliwośiami lub wektorami falowymi) rozhozą się z różymi szybkośiami. W komuikaji światłowoowej termi yspersja oosi się o kilku, śiśle zefiiowayh parametrów włóka: yspersji moowej, materiałowej, własej i polaryzayjej. Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 5

6 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 6 Dyspersja w światłowoah - ilustraja (poszerzeie impulsu) I + t

7 Rozaje (mehaizmy) yspersji. Moowa. Materiałowa 3. Własa (światłowoowa) Dyspersja światłowou (yspersja hromatyza, ysp. wewątrzmoowa, }ysp. prękośi grupowej) 4. Polaryzayja (PMD) Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 7

8 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 8 Poszerzeie impulsu w światłowozie skokowym θ α o l t B B +

9 Poszerzeie impulsu w światłowozie skokowym Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 9 szybkość propagaji v o zas propagaji t v ajkrótsza roga mi ajłuższa roga max si θ ( ) max v o l o mi l si θ o o o l l l o l o o o o l o l l l o o l

10 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 0 Oszaowaie szybkośi trasmisji światłowou ługość bitu b > > b szybkość trasmisji B. B < b o l B < B l < o światłowó skokowy o,5, l --> B < 0,4 (Mb/s)km światłowó skokowy x0-3 --> B < 00 (Mb/s)km

11 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów Dyspersja światłowou graietowego z mπ p ( ) r 0 α r a la r < a la r a 0 [ ] / t trajektoria promieia opisaa jest róaiem ' ( ) os( ) + ( ) si( ) r z r pz r p pz 0 0 gzie p ( / a ) /

12 Prękość grupowa i prękość falowa Fala płaska w próżi Prękość fazowa (prękość frotu fazowego) v o v Impuls w ośroku Prękość grupowa (prękość pazki falowej, impulsu) - v g β P v g Prękość grupowa i fazowa są sobie rówie w próżi. W ośrokah materialyh są zazwyzaj róże. Właśiwośi trasmisyje światłowou związae są z prękośią grupową Róże skłaowe spektrale mogą poruszać się z różymi prękośiami fazowymi t Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów

13 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 3 Grupowy współzyik załamaia Prękość rozhozeia się frotu fali w ośroku harakteryzuje współzyik załamaia. Propagaję impulsu harakteryzuje grupowy współzyik załamaia: Prękość grupowa Defiija grupowego współzyika załamaia: v - g β ( k ) 0 - v g β β eff eff + k 0 eff eff eff eff k 0 eff + π Prękość fali w ośroku to /wsp.zał., stą prękość grupowa w ośroku: v g g eff gzie g eff eff eff +

14 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 4 Impuls światła w światłowozie Poszerzeie impulsu (yspersja) I + Impuls światła - wie harakterystyki:. zasowa I. spektrala I V( ) V( ) Każa skłaowa spektrala porusza się w światłowozie z ią prękośią t

15 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 5 Poszerzeie impulsu - aaliza I () - zas propagaji skłaowej spektralej o zęstotliwośi. + Rozwiiemy () w szereg aylora ( ) ) ( ) + ( )... ( ( ) ( ) ( 0) 0 ( )

16 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 6 Opis yspersji za pomoą parametru GWD GWD - Group Veloity Dispersio g v g v β ef v g β β v g β β β GWD (Group Veloity Dispersio) GWD harakteryzuje yspersję w zieziie zęstotliwośi

17 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 7 Dyspersja w fukji ługośi fali - zamiaa a Sharakteryzujemy yspersję w fukji ługośi fali, zamieiają a i a π π Związek i zajziemy rozwijają () w szereg aylora. ( )... ) ( ) ( ) ( + + ( ) ) ( ) ( π π π

18 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 8 Dyspersja w fukji ługośi fali Rozwijają () w szereg aylora otrzymamy (poobie jak la () ) ( ) ( ) g v v g β ef v g g v D π β β v β π D g π Uwaga: D i β mają róże zaki

19 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 9 Opis yspersji - wymiar i jeostki GWD (Group Veloity Dispersio) β β Wymiar [ ], m π β [ ] s π m s s m β β Jeostka km ps β D (Dyspersja) Wymiar m s m s m v g D [ ], m, m s v g Jeostka km m ps D

20 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów 0 Dyspersja światłowou a rówaie moowe Rówaie moowe la światłowou plaarego: ( ) t os( θ) Φ Φ πm, m 0,,,... k 0 f Rówaie moowe la światłowou włókistego: s gzie: κ γ J κj ( κa) ( ) k β o K ( γa) ( γa) ( κa) ( ) Jm + κj κa ' ' ' ' m m l m + m κa γkm m o γkm 0 β k l 0 K ( γa) ( γa) mβ ak κ + γ 0 Z rówań moowyh wyika, że fluktuaje wymiarów poprzezyh i współzyika załamaia światłowoów bęą prowaziły o zmia stałyh propagaji moów. Pooby efekt aje stosowaie źróeł światła o skońzoej szerokośi liii spektralej. Zależość () związaa jest z yspersją hromatyzą, fluktuaje i i zmiay z yspersją własą.

21 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów Dyspersja światłowou jeoomowego 30 Dyspersja [ps/(km-m)] Dyspersja materiałowa Dyspersja (ałkowita) ZD Dyspersja światłowoowa Długość fali [µm]

22 Sergiusz Patela Postawy teorii światłowoów. Dyspersja światłowoów Dyspersja światłowou z przesuiętą yspersją (DSF) 0.54 ~9 µm 5 µm r Dyspersja [ps/(km-m)] Staarowa Dyspersja płaska Dyspersja przesuięta Długość fali [µm]

Podobne dokumenty

Dyspersja światłowodów

Dyspersja światłowodów Dyspersja światłowoów Prezetaja zawiera kopie folii omawiayh a wykłazie. Niiejsze opraowaie hroioe jest prawem autorskim. Wykorzystaie iekomeryje ozwoloe po warukiem poaia źróła. Sergiusz Patela 998-003