Rodzaje włókien światłowodowych.

Rodzaje włókien światłowodowych.

Włókna o nieprzesuniętej dyspersji (ITU G.652)
najczęściej instalowany typ włókien

optymalizowane dla transmisji fali o długości 1310 nm

mogą być używane dla transmisji fali o długości 1550 nm

kosztowne w użyciu dla transmisji o przepływności 10 Gbit/s i większej
Włókna o przesuniętej dyspersji (ITU G.653)

używane do transmisji na znaczne odległości

optymalizowane dla transmisji o dużej przepływności przy długości fali 1550 nm

mają ograniczenia jeśli chodzi o liczbę fal optycznych transmitowanych w oknie 1550 nm

Włókna o niezerowej dyspersji (G.655)

optymalizowane dla dużych przepływności z zastosowaniem transmisji DWDM w oknie 1550 nm
DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing

Porównanie włókien

	ITU G.652	ITU G.653	ITU G.655
Tłumienie	niskie	niskie	niskie
Przepływność	mała	duża	duża
Przydatność dla DWDM	tak	nie	b.dobre
Koszt	niski	wysoki	wysoki

Właściwości włókien optycznych oraz zjawiska zachodzące podczas propagacji impulsu światła przez swiatłowód.

Tłumienie i dyspersja chromatyczna

Tłumienie i dyspersja chromatyczna odpowiadają za zmianę amplitudy impulsu światła po przejściu przez światłowód oraz jego rozmycie.

Dyspersja polaryzacyjna

W światłowodzie jednomodowym rozchodzą się dwa mody o odmiennych polaryzacjach. Zmiany geometrii światłowodu prowadzą do tego, że mody te rozchodzą się z różnymi prędkościami. W efekcie kształt impulsu światła po przejściu przez światłowód zostaje zmieniony (rozmycie). Zjawisko to nazywamy dyspersją polaryzacyjną PMD (Polarization Mode Dispersion).

Sprzęganie się odmiennie spolaryzowanych modów.

Zaburzenia struktury światłowodu (naprężenia, zgięcia lub spawy) powodują, że występuje wymiana energii pomiędzy modami ortogonalnymi tzw. sprzęganie modów. Zjawisko sprzęgania modów powoduje rozmycie impulsu światła po przejściu przez światłowód (dyspersja).

Mieszanie czterofalowe.

W długich światłowodach gdzie poziom mocy nadawanej jest wysoki, a dostateczny poziom mocy optycznej na wejściu odbiornika uzyskujemy dzięki zastosowaniu wzmacniaczy optycznych EDFA (Erbium Droped Fibre Amplifier) występują efekty nieliniowe. Najważniejszy z nich to mieszanie czterofalowe FWM (Four Wawe Mixing). Fale optyczne o różnych długościach oddziałują na siebie w wyniku czego powstają nowe długości fal które mogą interferować z sygnałami użytecznymi. W efekcie sygnał użyteczny jest osłabiany (energia przechodzi do nowo powstających fal) i może być zakłucany przez produkty mieszania.

Liczbę nowo powstałych fal o różnych długościach można opisać wzorem = N²(N-1)/2
gdzie N - liczba fal oryginalnych.

N	Produkty mieszania
2	2
4	24
8	224
16	1920

Włókna o niezerowej dyspersji wykonane zgodnie z G.655 eliminują efekt czterofalowego mieszania. W związku z tym doskonale nadają się do transmisji DWDM.

Stabilność parametrów transmisyjnych światłowodów

Wszelkie odchylenia osi światłowodu od linii prostej powodują (zgodnie z teorią sprzęgania modów) zaburzenia propagowanej fali elektromagnetycznej, na skutek czego tracona jest część energii niesionej w rdzeniu światłowodu.

Straty na makrozgięciach

Głównymi źródłami powstawania makrozgięć światłowodów mogą być:

ułożenie kabla
ułożenie światłowodów w mufach chroniących złącza
konstrukcja kabla

Przyczyną powstawania strat na makrozgięciach w światłowodach jednomodowych jest konwersja modu podstawowego LP01 w mody wyższego rzędu, tracone poprzez płaszcz w trakcie dalszej transmisji. Wzrost tłumienności światłowodu na skutek makrozgięć można opisać równaniem:

gdzie:
B,C - parametry zależne od konstrukcji światłowodu
R - promień gięcia światłowodu
Zależność wzrostu tłumienności od promienia zgięcia światłowodu jednomodowego, w oknach 1310 i 1550 nm przedstawia rysunek.

Straty na mikrozgięciach

Mikrozgięcia powstają w wyniku działania na włókno sił poprzecznych oraz w wyniku oddziaływania elementów kabla. W uproszczeniu można powiedzieć, że wzrost tłumienności jest proporcjonalny do naprężenia przyłożonego do światłowodu:

gdzie:
C - parametr konstrukcyjny światłowodu
p - naprężenie na jednostkę długości
Zależność wzrostu tłumienności od naprężenia poprzecznego przypadającego na jednostkę długości światłowodu dla II i III okna przedstawia rysunek.

Zależność tłumienności od naprężenia poprzecznego przypadającego na jednostkę długości światłowodu

Strona z serwisu Sławomira Pastuszki.