6.3 Расчет дисперсии

Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. В системах дальней связи в настоящее время применяется только одномодовое волокно. В большинстве городских сетей связи также используется одномодовое волокно.

Хотя в одномодовом волокне распространяется только одна пространственная мода, в нем все же остаются два источника расширения световых импульсов: хроматическая дисперсия и поляризационная модовая дисперсия (ПМД).

Физическая природа хроматической дисперсии коренится в различии групповых скоростей распространения разных спектральных компонент светового сигнала. Хроматическая дисперсия зависит от спектральной ширины Δλ входного светового импульса

, (6.10)

где D – коэффициент хроматической дисперсии волокна.

Следовательно, для уменьшения величины хроматической дисперсии необходимо использовать узкополосные источники излучения.

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.

_мат=М(), пс/км , (6.11)

где: М() – удельная дисперсия материала,;

 - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП).

волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны:

_вол=В(), пс/км , (6.12)

где: В() – волноводная дисперсия, .

профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.

_пр=П(), пс/км, (6.13)

где: П() – удельная профильная дисперсия, .

для определения М(),В(),П() воспользуемся таблицей 6.2.

Таблица 6.2 -Значения М(),В(),П()

Длина волны ,мкм	0,6	0,8	1,0	1,2	1,3	1,4	1,55	1,6	1,8
М(), пс/(кмнм)	400	125	40	10	-5	-5	-18	-20	-25
В(), пс/(кмнм)	5	5	6	7	8	8	12	14	16
П(), пс/(кмнм)	0	1,5	5	2,5	4	5	5,5	6,5	7,5

Результирующая хроматическая дисперсия:

, пс/км. (6.14)

В одномодовых ОВ имеет место только хроматическая дисперсия, обусловленная некогерентностью источника излучения. В многомодовых волокнах _мод>>_хр.

Модовую дисперсию для градиентного ов можно найти по формуле:

, нс/км, (6.15)

где: NA – числовая апертура ОВ;

n₁ – показатель преломления сердцевины ОВ;

с – скорость света, км/с.