docKompensacja
download 
Reklamacja Transkrypt
Kompensacja
Dyspersja światłowodów Kompensacja i pomiary Prezentacja zawiera kopie folii omawianych na wykładzie. Niniejsze opracowanie chronione jest prawem autorskim. Wykorzystanie niekomercyjne dozwolone pod warunkiem podania źródła. © Sergiusz Patela 1998-2004 Metody kompensacji dyspersji Światłowody wielomodowe • profilowanie współczynnika załamania rdzenia Światłowody jednomodowe kompensacja dyspersji chromatycznej (CD) • światłowód z przesuniętą dyspersją • światłowód standardowy + kompensatory dyspersji chromatycznej kompensacja dyspersji polaryzacyjnej (PMD) • światłowody podtrzymujące polaryzację (PMF) • światłowód standardowy + kompensator dyspersji polaryzacyjnej © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 2 Kompensatory dyspersji chromatycznej 1. Włókna kompensujące dyspersję. Wady: Duży rozmiar kompensatora. Stała długość włókna kompensującego potrzebna do kompensacji w łączu o określonej długości; rozwiązania nie da się stosować w sieciach z przełączaniem optycznym gdzie długość łącza optycznego może być zmienna. 2. Światłowodowe siatki Bragga. Wada: Jedna siatka pracuje tylko dla jednej długości fali. Siatkę można przestroić, ale nie można stosować jednej siatki w systemie wielokanałowym DWDM 3. Kompensator na bazie etalonu F-P © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 3 Metody pomiaru dyspersji chromatycznej • Metoda podstawowa (referencyjna): Pomiar przesunięcia fazy • Pierwsza metoda alternatywna: Metoda interferometryczna • Druga metoda alternatywna: Pomiar opóźnienia impulsu © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 4 Metoda podstawowa: Pomiar przesunięcia fazy Współczynnik dyspersji chromatycznej otrzymujemy z pomiarów względnego opóźnienia grupowego fal o różnych długościach. Pomiar przeprowadza się dla znanej długości włókna. Pomiarów opóźnienia dokonuje się w dziedzinie częstotliwości, poprzez detekcję, zapis i obróbkę przesunięcia fazy sygnału sinusoidalnego modulującego sygnał optyczny. Pomiar przeprowadza się dla ustalonych długości fali lub dla przedziału długości fali © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 5 Układ pomiarowy Kanał sygnałowy Źródło (s) Włókno Selektor długości fali * Stripper modów płaszczowych Generator sygnałowy Fotodetektor detektor opóźnienia Linia opóźniająca Układ obróbki sygnału Kanał odniesienia (optyczny lub elektryczny) * Jeżeli pomiar tego wymaga. Laserowe źródło światła: dioda laserowa (linijka diod o różnych długościach fali), strojona dioda laserowa (n.p. laser z rezonatorem zewnętrznym), LED lub inne źródło szerokopasmowe, (n.p. laser Nd:YAG sprzężony ze światłowodem ramanowskim). Co najmniej jeden punkt pomiarowy powinien znaleźć się 100 nm od λ0. © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 6 Metoda alternatywna nr.1 Metoda interferometryczna • Metoda pozwala mierzyć dyspersję za pomocą krótkiego odcinak światłowodu. (kilka metrów). • Metoda polega na pomiarze zależnego od długości fali opóźnienia i porównaniu go z opóźnieniem wprowadzanym przez kanał odniesienia. Porównania dokonuje się metodą interferometryczną w interferometrze Macha-Zehndera.. Kanałem odniesienia może być włókno o znanej charakterystyce dyspersyjnej, lub wolna przestrzeń. © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 7 Pierwsza metoda alternatywna. Układ pomiarowy Badane włókno Układ pozycjonujący Źródło światła Detektor Dzielnik wiązki 2 Lock-in * Ustalanie odległości x Selektor długości fali Dzielnik wiązki 1 Włókno odniesienia Sygnał odniesienia * Jeżeli pomiar tego wymaga Źródło światła: n.p. laser YAG z światłowodem ramanowskim, lub diody LED. © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 8 Określanie opóźnienia grupowego x0 x1 x (mm) xn 10 ∆τ g ( λ 1) λ0 5 ∆τg ( λ 2) λ1 ∆τg ( λn) Relative group delay ∆τg ( λ1 ) ∆τg ( λ 3 ) 0 Reference fibre –5 λn Test fibre – 10 1200 τg (ps) © Sergiusz Patela 1998-2004 1400 1600 Wavelength λ (nm) Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 1800 T1507760-92 9 Druga metoda alternatywna: pomiar opóźnienia impulsu • Dyspersję chromatyczną określa się na podstawie pomiarów względnego opóźnienia grupowego, jakiego doznają impulsy o różnych długościach fali, rozchodzące się w światłowodzie o znanej długości. • Opóźnienie grupowe mierzone jest w dziedzinie czasu, poprzez pomiar, zapis i obróbkę opóźnienia impulsów o różnych długościach fali. • Pomiar można przeprowadzać dla ustalonych długości fali lub dla określonego spektrum. © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 10 Dyspersja - obliczenia Mierzone opóźnienie grupowe na jednostkę długości włókna może być opisane za pomocą trójelementowego wzoru Sellmeiera: 2 λ S0 τ (λ ) = τ 0 + λ − 8 λ gdzie τ0 jest względnym opóźnieniem w punkcie zerowej dyspersji λ0. 2 0 Współczynnik dyspersji chromatycznej D(λ) = dτ/dλ może być określony z różniczkowego wzoru Sellmeiera: S0 λ40 D(λ ) = λ − 3 4 λ gdzie S0 nachylenie krzywej dyspersji w punkcie dyspersji zerowej, to znaczy S(λ) = dD/dλ dla λ0. © Sergiusz Patela 1998-2004 Podstawy teorii światłowodów. Dyspersja światłowodów 11
