трії призводить до появі анізотропії, при цьому, в оптичному волокні поширюються дві ортогонально поляризовані моди з різними фазовими і груповими швидкостями.
Рис. 3.4а. Причини виникнення анізотропії оптичного волокна.
В
p> Швидкості розповсюдження поляризаційних компонентів світлового імпульсу різні, що призводить до виникненню тимчасової затримки, яку прийнято називати диференціальної груповий затримкою DGD (Differential Group Delay), що приводить до розширення результуючого сигналу. Стану поляризації, що задають найшвидше і саме повільне поширення сигналу, називаються швидким і повільним головними станами поляризації PSP (Principal State of Polarization). Осі лінійних поляризацій швидкого і повільного PSP називаються В«швидкоїВ» і В«повільноїВ» осями анізотропного середовища. Різниця швидкостей призводить до відставання імпульсу, поляризованого вздовж повільної осі PSP (див. рис. 3.4б) від імпульсу, поляризованого вздовж швидкої осі PSP на величину відносної затримки.
Виникнення DGD викликає ряд спотворень інформаційного сигналу, включаючи збільшення тривалості імпульсу. Але на відміну від хроматичної дисперсії, PMD не є стабільною, а має статистичну природу. Існує кілька факторів росту анізотропії профілю волокна:
статичні фактори:
- власне недосконалість заводського процесу витяжки волокон;
- скрутка волокон при виготовленні волоконно-оптичного кабелю (ВОК);
- вигини ВОК і як наслідок механічні деформації волокон, що у процесі укладання кабелю;
і динамічні фактори:
- варіації температури навколишнього середовища - для ВОК, прокладених у грунт;
-В
динамічні деформації волокон (вітрові навантаження, варіації температури навколишнього середовища, деформації внаслідок заледеніння кабелю) - для підвісних ВОК. p> Рис. 3.4б. Поява PMD при поширенні світлових імпульсів в оптичному волокні. p> Через наявність динамічних чинників навіть у межах окремого сегмента волокна неможливо визначити напрямок поляризації сигналу після проходження цього сегмента. Тим більше, неможливо визначити пропорцію, в якій розподілитися енергія між PSP на наступному ділянці волокна. Отже, диференціальна групова затримка не постійна величина, а змінюється з часом, причому випадковим чином. Детальний аналіз динамічної поведінки DGD показує, що ця випадкова величина найкращим чином підпадає під розподіл Максвелла, а середньоквадратичне відхилення пов'язане з середнім значенням диференціальної груповий затримки співвідношенням:
, (3.4.3)
де індекс Max - позначає усереднення по функції розподілу Максвелла.
поляризаційної модової дисперсії PMD називають середньоквадратичне значення диференціальної груповий затримки:
. (3.4.4)
Вона зазвичай вимірюється в пс.
У лінії з великим числом сегментів значення PMD визначається залежно від сумарного відстані за формулою:
, (3.4.5)
де L - протяжність оптичної лінії зв'язку (км), - коефіцієнт PMD оптичного волокна (пс/км 1/2 ). p> Значення коефіцієнта для типових ВВ перебуває в межах від 0,1 до 2 пс/км 1/2 . У табл. 3.4. для них при різних швидкостях цифрової передачі наведені значення максимальної протяжності лінії зв'язку.
Таблиця 3.4. Значення максимальної протяжності волоконно-оптичної лінії зв'язку.
D PMD (пс/км 1/2 )
0,1
0,5
2,0
B = 2,5 Гбіт/с
L (км)
160000
6400
400
B = 10Гбіт/с
L (км)
10 000
400
25
B = 40Гбіт/с
L (км)
625
25
1,56
Затримка світлової хвилі, поляризованої вздовж повільної осі, щодо хвилі, поляризованої вздовж швидкої осі, призводить до появи різниці фаз між двома поляризаційними компонентами, прямо пропорційною DGD і кутовий частоті світлової хвилі:
. (3.4.6)
Лінійна залежність різниці фаз двох поляризаційних компонент призводить до періодичної залежності поляризації вихідного випромінювання від частоти. p> Контроль PMD у процесі експлуатації ВОСП. p> Після прокладки кабелю багато параметри, в тому числі і PMD, можуть по ряду причин (деформації волокна, температурні зміни, натяг і т.д.) відчувати відхилення від паспортних даних. Це вимагає проведення вимірювань PMD оптичних волокон після інсталяції волоконно-оптичної кабельної системи. Також у процесі експлуатації слід проводити регулярні перевірки параметра PMD. Для складних ліній з великим числом...
