Теория ПМД

телекоммуникации (ОПТЕЛ)»® т/ф E-mail: *****@***ru, http://www. *****/

Теория ПМД

Введение

Качество оптических волокон (ОВ) и кабелей имеет важнейшее значение для работоспособности ВОЛС. Главными целями при разработке новых ВОЛП являются увеличение скорости передачи и длины кабельной линии. Максимальная длина кабельной линии зависит от мощности лазера, чувствительности приемника и потерь в ОВ.

Максимальная частота передачи ограничивается характеристиками лазеров и приемников, а также дисперсией ОВ. Сегодня появились ОВ, в которых материальная и волновая дисперсии (Д) скомпенсированы. В этих условиях актуальных становится влияние ПМД на предельную скорость передачи.

Описание эффекта ПМД

ПМД возникает, когда время распространения импульса света зависит от состояния поляризации входного пучка. Зависимость оптической длины В от состояния поляризации света называют двулучепреломлением (ДП), при этом эффекте показатель преломления В меняется в зависимости от состояния поляризации входного пучка.

ДП часто возникает вследствие микродефектов в изготовлении В, изгибов, механических напряжений и других явлений, нарушающих цилиндрическую симметрию В. Величина ДП в стандартном одномодовом ОВ обычно мала и его ориентация (азимут быстрой оси) случайно распределена по длине В.

В стандартном В оси ДП меняются хаотично и его можно представить в виде суммы отрезков двулучепреломляющих волокон с произвольной ориентацией азимута ДП. При распространении импульса в ОВ на выходе будет результат уширения импульса множеством двулучепреломляющих отрезков. Величина суммарной задержки или результирующего импульса чрезвычайно чувствительна к малейшим воздействиям на ОВ и может быть определена только статически.

Измерения ПМД

Задержка за счет ПМД обычно выражается в пикосекундах. При известной длине волокна мы можем рассчитать коэффициент ПМД, отнормировав полную задержку ПМД на длину волокна. В случае слабой связи мод или волокон, поддерживающих поляризацию, коэффициент ПМД выражается в пс/км. В случае сильной связи мод или ОВ, коэффициент ПМД выражается в пс/км½.

Большие длины стандартных ом ОВ имеют обычно слабую модовую связь. Это положительный эффект, т. к. он приводит к тому, что ПМД растет пропорционально квадратному корню из длины световода.

Применения

Основные случаи измерения ПМД это:

-  производство ОВ

-  исследования и сертификация новых ОВ

-  производство оптического кабеля

-  измерения при строительстве ВОЛП

-  оценка состояния существующих ВОЛП при их модернизации

Заключение

Эффект ПМД имеет большое значение при работе высокоскоростных ВОЛП. Необходимо измерять ПМД не только при производстве ОВ, но также при калибровании и прокладке ВОЛП. ПМД может сильно возрасти при изгибах и нагрузках на ОВ. Сегодня, когда применение оптических усилителей позволяет увеличивать длину регенерационных участков ВОЛС, необходимо строго контролировать все источники Д в ОВ, которые ограничивают предельную частоту передачи сигнала.

Примечание:

Для осуществления измерений ПМД необходимо иметь источник оптического излучения и блок измерения ПМД. Часто бывает необходимость применять поляризатор и/или ПМД эмулятор для создания заведомо известной ПМД и поляризационных составляющих оптического импульса.