Światłowody

autor: Piotr Szafraniec

Tłumienie światłowodu

• absorpcja w ultrafiolecie
• absorpcja w podczerwieni
• absorpcja

na

zanieczyszczeniach

(głownie jony OH

-

)

• rozpraszanie Rayleigha
• straty falowodowe

Źródła strat:

Tłumienie światłowodu

Dyspersja w światłowodach

• Dyspersja

międzymodowa,

• Dyspersja materiałowa,
• Dyspersja falowodowa,
• Dyspersja polaryzacyjna.

Światłowody o skokowym rozkładzie

współczynnika załamania

Różnica czasów przejścia modów:











L n

n

c

1

2

Pasmo transmisji światłowodu wielomodowego o
skokowym współczynniku załamania wynosi tylko
kilkanaście MHz

Sprzęganie modów

Światłowody o gradientowym

rozkładzie współczynnika załamania

W celu zmniejszenia różnic czasów przybycia na koniec
światłowodu impulsów świetlnych dążących różnymi drogami,
należy zwiększyć prędkość rozchodzenia się światła po
dłuższej drodze.

Pasmo transmisji światłowodu wielomodowego o
gradientowym współczynniku załamania osiąga GHz

n r

n

n

n

n

r

a

g

( ) 

























1

2

1

1

1

Światłowody jednomodowe

V

a

NA





2

2405





,

Aby uzyskać transmisję jednomodową:

Długość fali świetlnej c dla której światłowód staje się

jednomodowy nazywamy długością fali odcięcia

Dyspersja polaryzacyjna

Kompensacja dyspersji materiałowej i

falowodowej

Kształty współczynników załamania

światłowodów jednomodowych

Kształt krzywej dyspersji dla różnego

typu światłowodów jednomodowych

Dyspersja w światłowodzie

jednomodowym

Poszerzenie impulsu wynikające z dyspersji materiałowej:

DL

Poszerzenie impulsu wynikające z dyspersji polaryzacyjnej:

p < 1 ps /

km

Dyspersja w światłowodzie

jednomodowym

B

ps

c p L c c p L

D

L

D

L







 



















10

4 10

2

22

2

2

2

4 2

20

2

0

4 2

2

0

4 2

1
2









Stosując kod NRZ i modulację amplitudy impulsu, osiągalna
szybkość transmisji:

Dla L = 20 000 km, D = 4 ps/nm km (światłowód DSF) 

0

=

1550 nm p = 05 ps/ uzyskujemy przepływność
B = 14 Gbit/s.

km

Dyspersja w światłowodzie

gradientowym

Pasmo modowe:

W

mod

= W

p

/L



W

p

- pasmo modowe 1 km podawane przez producenta,

wspólczynnik zmiany pasma wzdłuż długości (0,5 –1).

Dyspersja w światłowodzie

gradientowym

Materiałowe ograniczenie pasma :

W

mat

= 0,44/

mat



mat

DL

Wypadkowe pasmo transmisji W:

1

1

1

2

2

2

W

W

W

mat





mod