Презентация «Методы и средства измерения полосы пропускания и дисперсии оптических волокон»
Смотреть слайды в полном размере 
Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 58 слайдов и доступен в формате ppt. Размер файла: 321.84 KB
Pic.1
Методы и средства измерения полосы пропускания и дисперсии оптических волокон Наряду с затуханием, важнейшим параметром волоконно-оптических систем передачи является полоса пропускания ΔF (пропускная …
Pic.2
Мерой дисперсионного увеличения длительности импульса является среднеквадратичное уширение, определяемое соотношением: Мерой дисперсионного увеличения длительности импульса является …
Pic.3
Основных вида дисперсии межмодовую дисперсию хроматическую дисперсию поляризационную модовую дисперсию
Pic.4
Межмодовая дисперсия Межмодовую дисперсию ( τмм), которая ограничивает скорость передачи данных в системах, использующих многомодовое волокно, и возникает вследствие разделения сигнала на …
Pic.5
Хроматическая дисперсия Хроматическую дисперсию (τхр), которая зависит от физико-топологических параметров одномодового и многомодового волокна и возникает вследствие отличия времени распространения …
Pic.6
Поляризационную модовую дисперсию Поляризационную модовую дисперсию (τпмд ), которая становится ограничивающим фактором в одномодовых волокнах с уменьшенной хроматической дисперсией и вызвана …
Pic.7
Вклад каждой составляющей в общую дисперсию определяется соотношением: Вклад каждой составляющей в общую дисперсию определяется соотношением: В свою очередь, вклад в хроматическую дисперсию вносят …
Pic.8
Измерение межмодовой дисперсии Известно, что в многомодовом ОВ все моды распространяются по различным траекториям, в следствии чего огибающие модулированного светового сигнала различных мод по мере …
Pic.9
Методы измерения межмодовой дисперсии можно классифицировать в соответствии с временным или частотным представлением по способам реализации испытательных сигналов или их регистрации. Наиболее …
Pic.10
Импульсный метод Импульсный метод основан на последовательной регистрации импульсов оптического излучения на выходе волокна измеряемого кабеля и на выходе его короткого отрезка, образованного за счет …
Pic.11
Измерение передаточных характеристик импульсным методом проводят на установке: Измерение передаточных характеристик импульсным методом проводят на установке: 1 – источник излучения; 2 – блок …
Pic.12
Передаточную характеристику в частотном представлении σ(ω) определяют по формуле: Передаточную характеристику в частотном представлении σ(ω) определяют по формуле: Где Р1(ω) и Р2(ω) - спектральная …
Pic.13
Значение спектральной плотности мощности входного (выходного) импульсов определяют по формуле: Значение спектральной плотности мощности входного (выходного) импульсов определяют по формуле: где …
Pic.14
Коэффициент широкополосности (К) оптического волокна измеряемого кабеля определяют по формуле: Коэффициент широкополосности (К) оптического волокна измеряемого кабеля определяют по формуле: где В - …
Pic.15
В случае наличия на входе и выходе измеряемого кабеля импульсов, имеющих форму кривой Гаусса, полосу пропускания определяют на основании имеющей место дисперсии по формуле: В случае наличия на входе …
Pic.16
Для гауссова входного импульса шириной tи вх и выходного импульса tи вых из приведенных выше соотношений следует: Для гауссова входного импульса шириной tи вх и выходного импульса tи вых из …
Pic.17
Частотный метод Частотный метод основан на сравнении зависимостей изменения сигнала на выходе волокна измеряемого кабеля и на выходе короткого его отрезка от частоты модуляции оптического сигнала.
Pic.18
Измерение передаточных характеристик частотным методом проводят на установке: Измерение передаточных характеристик частотным методом проводят на установке: 1 - источник излучения; 2 - задающий …
Pic.19
Строят график отношения значений сигналов переменной составляющей на выходе короткого отрезка и всего кабеля от частоты модуляции, то есть амплитудно-частотную характеристику измеряемого оптического …
Pic.20
Измерение хроматической дисперсии В настоящее время одномодовое волокно занимает господствующее положение в технике волоконно-оптической связи. Это связано с тем, что в отличие от многомодового …
Pic.21
Хроматическая дисперсия это уширение длительности светового импульса при распространении по волокну, связанное с различием групповых скоростей распространения спектральных составляющих импульса. …
Pic.22
Материальная дисперсия возникает из-за нелинейной зависимости показателя преломления кварца от длины волны и соответствующей групповой скорости, в то время как причина волноводной дисперсии является …
Pic.23
Разброс групповых скоростей, т. е. величина уширения за счет хроматической дисперсии τхр в линейном приближении прямо пропорционально длине волокна L и ширине спектра Δλ светового импульса: Разброс …
Pic.24
Скорость передачи информации волоконно-оптической системы по одному каналу связи максимальна в случае, если групповая задержка не зависит от длины волны, т. е. Dλ=0. Длина волны λ0, соответствующая …
Pic.25
В соответствии с рекомендациями ITU-T G. 650 существует три регламентируемых метода измерения дисперсии: В соответствии с рекомендациями ITU-T G. 650 существует три регламентируемых метода измерения …
Pic.26
Фазовый метод измерения Сущность фазового метода состоит в сравнении фазы прошедшего через измеряемый световод сигнала с фазой опорного сигнала. Полученные значения сдвига фаз φ(γ) связаны с …
Pic.27
В случае использования измерителя хроматической дисперсии с перестраиваемой рабочей длиной волны необходимо установить границы спектрального диапазона и шаг изменения длины волны. Структурная схема …
Pic.28
Развитием фазового метода является дифференциальный фазовый метод, когда измеряются относительные фазовые сдвиги и относительные задержки τ1 и τ2 двух сигналов на соседних близкорасположенных длинах …
Pic.29
Интерференционный метод Интерференционный метод является альтернативным и реализуется по структурной схеме, использующей интерферометр Маха–Цандера и представленный на рисунке:
Pic.30
Излучение от широкополосного источника после селектора длин волн попадает в интерферометр Маха–Цандера. При линейном перемещении конца волокна, входящего в состав опорного плеча интерферометра, в …
Pic.31
Импульсный метод Импульсный метод измерения хроматической дисперсии. Стандарт ITUT G. 650 регламентирует также метод, основанный на прямом измерении задержки световых импульсов с различными длинами …
Pic.32
Измерение поляризационной модовой дисперсии Свет – это поперечные электромагнитные волны. Направление колебаний векторов электрического поля в идеально круглом волокне может быть любым в плоскости, …
Pic.33
Такие нарушения идеально круговой симметрии всегда присутствуют в реальных волокнах, поэтому в них ортогонально поляризованные компоненты световых импульсов (поляризационные моды) распространяются с …
Pic.34
Величину уширения импульсов можно оценить, используя время задержки между двумя составляющими поляризации импульса. При длине волокна значение определяется соотношением: где Vgx и Vgy - групповые …
Pic.35
В силу случайного характера анизотропии в волокне, используемом в системах связи, в них нет выделенных состояний поляризации. Фактически PMD характеризуется среднеквадратичным значением , получаемым …
Pic.36
Существуют два метода, на которых основано определение параметра PMD: Существуют два метода, на которых основано определение параметра PMD: временной метод волновой (частотный) метод
Pic.37
Временной метод Временной метод основан на поиске экстремальных точек посредством измерений поляризации и определяет исходя из анализа эволюции выходного состояния поляризации по мере изменения длины …
Pic.38
Волновой (частотный) метод Волновой метод основан на преобразовании Фурье при интерферометрических измерениях и определяет временную задержку исходя из интерферограммы, получаемой путем помещения …
Pic.39
Волновые методы измерения PMD Они включают методы измерения PMD путем сканирования длины волны и матрицы Джонса, которые относятся к волновым методам, так как позволяют извлечь информацию из …
Pic.40
Метод сканирования длины волны В методе сканирования длины волны среднее значение дифференциальной групповой задержки определяется статистически, исходя из количества максимальных и минимальных …
Pic.41
Pic.42
Pic.43
Эти схемы отличаются типом источника излучения, а так же используемыми средствами определения ширины спектра и настройки длины волны. Для обеспечения адекватного определения характеристик …
Pic.44
Анализ методом подсчета экстремальных значений при сканировании длины волны При подсчете экстремальных значений имеющих место при сканировании длины волны в диапазоне от до , среднее значение …
Pic.45
Анализ методом преобразования Фурье Анализ выходного сигнала стационарного анализатора может быть смещен во временную область с использованием преобразования Фурье. В случае использования волокна с …
Pic.46
Анализ методом параметров Стокса В рассмотренном выше методе изменение выходного состояния поляризации от длины волны оптического излучения определяется исходя из его передачи через анализатор. …
Pic.47
Второе преимущество применения поляриметра заключается в том, что нормализованные параметры Стокса не зависят от изменений оптической мощности, в связи с чем отпадает необходимость в проведении …
Pic.48
Однако при использовании поляриметра необходимо учитывать, что: Однако при использовании поляриметра необходимо учитывать, что: измерение больших значений PMD требует более разнесенных длин волны и …
Pic.49
Анализ методом матриц Джонса В отличие от рассмотренных выше методов анализа применение матриц Джонса (JME) позволяет напрямую определить разницу групповых задержек мод с основными состояниями …
Pic.50
Согласно методу Джонса входной и выходной поляризованные сигналы выражаются как одноименный вектор, который состоит из двух элементов матрицы, полностью описывающей амплитуду и состояние поляризации …
Pic.51
Дифференциальная групповая задержка определяется на основе двух матриц Джонса, полученных при двух незначительно отличающихся длинах волн и определяется как: Дифференциальная групповая задержка …
Pic.52
Основные ограничения метода сканирования длины волны, к которым, в частности, относятся: минимальные значения PMD ограничены спектральным разрешением, так как меньшие значения PMD требуют более …
Pic.53
Временные методы измерения PMD Как было отмечено выше, в настоящее время известен ряд методов измерений PMD во временной области, к которым относятся интерферометрический метод и методы измерения по …
Pic.54
Интерферометрический метод Интерферометрический метод измерения PMD основан на измерении автокорреляции электрического поля световой волны или взаимной когерентности двух сигналов, излучаемых одним …
Pic.55
Свет от широкополосного LED или источника белого света направляется в оба канала интерферометра, а свет от перемещающегося и фиксированного зеркал накладывается в плоскости детектора. Взаимное …
Pic.56
Интерферометрический метод применим к оптическим компонентам, как с вырожденными модами, так и к оптическому волокну со связанными модами, где основные состояния поляризации являются функциями длины …
Pic.57
Отличительной особенностью интерферометрического метода является возможность перемещения тестируемого волокна во время измерения, так как движение изменяет только детали интерферограммы, но не всю ее …
Pic.58
Таким образом, интерферометрический метод характеризуется следующими особенностями: Таким образом, интерферометрический метод характеризуется следующими особенностями: измерение больших значений PMD …
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!
