Появление поляризационной модовой дисперсии.

Поляризационная модовая дисперсия τ_пол возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды.
В одномодовом волокне в действительности может распространяться не одна мода, а две фундаментальные моды – две перпендикулярные поляризации исходного сигнала. Главная причина появления поляризационной моды является нециркулярность (овальность) профиля сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления или эксплуатации волокна. При изготовлении волокна только строгий контроль позволяет достичь низких значений этого параметра.

а – волокно с идеальной геометрией; б – волокно с неидеальной геометрией
Рисунок 2.13 – Появление поляризационной модовой дисперсии

На рис. 2.13 a показано идеальное волокно, в котором отсутствует овальность и две моды распространяются одинаково быстро. Но это не реально. На практике, волокна имеют неидеальную геометрию, что приводит к различной скорости распространения двух поляризационных составляющих мод (рисунок 2.13, б).

τ_пол растёт с ростом расстояния по закону:

где l – длина волокна в [км], Т – коэффициент удельной поляризационной дисперсии, нормирующийся в расчёте на 1км размерностью [nс/√км].

2.14. Зависимость длины линии передачи от ширины полосы пропускания для ОВ с параметром B=400МГц•км.

Полоса пропускания – мера способности волокна передавать определённый объём информации в единицу времени (чем шире полоса пропускания, тем выше скорость передачи волокна). Например, одно волокно с градиентным профилем показателя преломления может легко передавать (500Мбит/с).
Т.к. модовая дисперсия не зависит от длины волны излучения в многомодовых изделиях, многие производители волокна и оптического кабеля не используют в спецификации дисперсию. Вместо неё они указывают произведение информационной ширины полосы пропускания Δf на длину волокна l, измеряемое в [МГц/км]:

Рисунок 2.14– Зависимость длины линии передачи от ширины полосы пропускания для ОВ с параметром B=400МГц·км

Полоса пропускания B=400МГц·км равна передаче сигнала в полосе 400МГц на расстояние 1км. Т.е., произведение максимальной частоты сигнала на длину линии передачи может быть меньше или равно 400МГц·км. Т.е., при одной и той же дисперсии можно передавать сигнал более низкой частоты на большее расстояние или более высокой частоты на меньшее расстояние.
2.15. Дисперсия τ и пропускная способность Δf ОВ разной длины.

В зависимости от ППП и длины волны излучения сигнала многомодовые волокна имеют различную полосу пропускания сигнала: при ступенчатом ППП – полоса пропускания B=20МГц⋅км; при градиентном ППП – B=160МГц⋅км для λ =0,85мкм и B=500МГц⋅км для λ =1,3мкм.

На рисунке ниже показан характер изменения дисперсии τ и полосы пропускания Δf ОВ в зависимости от длины линии l.

Рисунок 2.15 – Дисперсия τ и полоса пропускания Δf ОВ от длины линии

Снижение из-за дисперсии величины Δf до допустимого значения лимитирует дальность передачи по ВОК. Таким образом, полоса частот Δf и дальность передачи l взаимосвязаны.

Часть 3: