Компенсація дисперсії

Існують 2 різних пристрої, які можуть бути використані для компенсації хроматичної дисперсії. Перший пристрій - це спеціальне ОВ (рис. 4), яке компенсує дисперсію (DCF), другий пристрій використовує сформовану у ОВ дифракційну чірп-решітку Брега (рис. 5).

ОВ, яке компенсує дисперсію (DCF). Хроматична дисперсія накопичується в значній мірі лінійно зі зростанням довжини шляху, пройденого в ОВ. Це полегшує її компенсацію. Якщо додати до ВОЛЗ з великою дисперсією, коефіцієнт якої (параметр D) має протилежний знак, а величина приблизно дорівнює тій, що накопичилася в працюючій лінії, то можна практично компенсувати цю дисперсію. DCF може мати дисперсійний коефіцієнт (параметр D) на рівні -200 пс/(нм*км) (максимально модулі DCF можуть мати D до -2040 пс/(нм*км), що дає можливість компенсувати накопичену дисперсію лінії довжиною до 120 км). Довжина DCF повинна бути якомога коротшою. Ця довжина (L₂) може бути обчислена за такою формулою:

,

де L₁ – довжина лінії з працюючим волокном, L₂ – довжина волокна DCF, D₁ – дисперсійний параметр працюючого волокна і D₂ – дисперсійний параметр DCF.

Рисунок 4. Компнесація хроматичної дисперсії за рахунок спецального ОВ.

Рисунок 5. Решітка Брега: А – падаючий промінь, В – відбитий промінь, С – промінь, що пройшов.

Низка проблем виникає й при використанні DCF. По-перше, спеціальне ОВ, що використовується в DCF, вносить значно більші втрати, ніж робоче волокно. Ці втрати становлять від 0,4 до 1,0 дБ/км і додаються до загальних втрат ВОЛЗ. По-друге, потрібно близько 1 км DCF, щоб компенсувати 10-12 км робочого ОВ. По-третє, через менший діаметра модового поля, оптична інтенсивність всередині DCF вище при заданій вхідний потужності, що призводить до зростання рівня нелінійних ефектів.

Для того, щоб техніка розглянутої компенсації була ефективна, необхідно вимірювати загальну дисперсію встановленого ланки передачі і дисперсійний параметр DCF.

Компенсатори на дифракційних решітках Брега. Інший шлях компенсувати хроматичну дисперсію полягає у використанні техніки, заснованої на дифракційних решітках Брега. Тут використовуються переваги, пов’язані з подібною ЛЧМ зміною показника переломлення, що створює умови селективного відбиття визначених довжин хвиль. Оптоволоконна дифракційна решітка Брега працює як оптичний фільтр, завдяки існуванню «смуги затримування». Ця смуга центрується в районі бреговської довжини хвилі. Бреговська довжина хвилі є функцією періоду дифракційної решітки та індексу моди.

Дифракційні решітки Брега мають відносно вузьку смугу затримування. На даний час вимоги ВОСП такі, що потрібні більш широкі смуги затримування. Належне рішення забезпечується дифракційними чірп-решітками Брегга. У цих решітках оптичний період змінюється лінійно по довжині решітки. Так як бреговська довжина хвилі також змінюється по довжині решітки, різні частотні компоненти падаючого імпульсу відбиваються від різних точок (уздовж решітки), залежно від того, де локально задовольняються умови Брегга.

Ключовим моментом для розуміння компенсації дисперсії за допомогою чірп-решітки Брега є швидкість поширення світла. При використанні стандартного ОВ, що працює в смузі прозорості 1550 нм, ВЧ-складові оптичного імпульсу поширюються швидше, ніж НЧ. Якщо розглянути факт збільшення бреговської довжини хвилі при русі вздовж решітки, потрібно відзначити, що НЧ-складові змушені рухатися далі вздовж решітки, перш ніж вони випробують відбиття. Тобто вони відчувають велику затримку, внесену такими решітками, ніж ВЧ-складові. Ця призводить до відносної затримки, що вноситься решітками, яка прямо протилежна затримці ОВ, якакомпенсує дисперсію робочого ОВ.

Дата добавления: 2014-01-20