Линейные искажения оптических сигналов в многомодовых оптических волокнах с шероховатой поверхностью сердцевины

• Автор: Круглов, Роман Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Основные обозначения и сокращения

1 Волоконно-оптические системы передачи информации

1.1 Обобщенная структура и системные характеристики ВОСП

1.2 Помехоустойчивость цифровой ВОСП

1.3 Распространение оптических сигналов в ОВ

1.3.1 Классификация световых лучей в МОВ

1.3.2 Волновой анализ слабонаправляющего ОВ

1.3.3 Затухание сигнала в ОВ

1.3.4 Дисперсионное искажения сигнала в ОВ

1.4 Распространение оптического сигнала в неоднородных ОВ

1.4.1 Особенности модели Д. Глога 3

1.4.2 Особенности модели Х.-Г. Унгера
1.5 Постановка задач
2 Взаимодействие волноводных и излучательных мод оптического волокна в цилиндрической дифракционной решетке ввода-вывода
2.1 Постановка задачи
2.2 Математическая модель цилиндрической дифракционной решетки

2.3 Расчетное моделирование и сравнительный анализ эффективности решеток с различным профилем гофра
2.4 Выводы по второму разделу
3 Трансформация модового спектра стационарного светового поля в МОВ60
3.1 Нормализация модового спектра светового поля в МОВ с шероховатой поверхностью сердцевины
3.1.1 Постановка задачи
3.1.2 Взаимодействие волноводных мод
3.1.3 Радиационные потери волноводных мод
3.2 Обратное рассеяние оптического сигнала
3.3 Результаты численного моделирования и их анализ
3.4 Выводы по третьему разделу

4 Линейные динамические искажения оптического сигнала в МОВ с шероховатой поверхностью сердцевины
4.1 Постановка задачи
4.2 Матричная импульсная характеристика. Формирование элементов импульсной матрицы межмодового рассеяния
4.3 Результаты численного моделирования и их анализ
4.4 Аппроксимация спектра волноводных мод МОВ
4.5 Помехоустойчивость ВОСП на основе нерегулярного МОВ
4.5.1 Оценка помехоустойчивости цифровой ВОСП
4.5.2 Оценка помехоустойчивости аналоговой ВОСП
4.6 Выводы по четвертому разделу
5 Экспериментальное исследование параметров передачи сигналов в коротких отрезках полимерных оптических волокон
5.1 Исследование механизмов рассеяния света в ПОВ при его возбуждении через боковую поверхность
5.1.1 Моделирование процесса возбуждения ОВ при изменении азимутального угла падения внешнего пучка
5.1.2 Моделирование процесса возбуждения ОВ при изменении полярного угла падения внешнего пучка
5.1.3 Результаты измерений и их анализ
5.2 Экспериментальное исследование динамических искажений сигнала
в коротких отрезках ПОВ
5.3 Выводы по пятому разделу
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Акт внедрения ОАО «Русская телефонная компания» 140 Приложение Б. Акт внедрения центра прикладных исследований полимерных оптических волокон «РОБ-АС»
Приложение В. Акт внедрения НПФ «Микран»
Приложение Г. Акт внедрения ТУСУР, каф. РЗИ
Основные обозначения и сокращения
АЧХ — амплитудно-частотная характеристика;
ВМ - волноводная мода;
ВОСП - волоконно-оптическая система передачи;
ИМ - излучательная мода;
ИММР - импульсная матрица межмодового рассеяния;
лд - лазерный диод;
ммд - межмодовая дисперсия;
ММР - матрица межмодового рассеяния;
мов - многомодовое оптическое волокно;
мсв - метод связанных волн;
мси - межеимвольная интерференция;
ов - оптическое волокно;
ок - оптический кабель;
оов - одномодовое оптическое волокно;
пов - полимерное оптическое волокно;
пвм - волноводная мода потомок;
пом - передающий оптический модуль;
ПРОМ - приемный оптический модуль;
РВМ - родительская волноводная мода;
СИД - светоизлучающий диод;
спи - система передачи информации;
епч - спектр пространственных частот;
ЦДР - цилиндрическая дифракционная решетка;
цеп - цифровая система передачи;
BER - bit error ratio;
NA - numerical aperture;
RIN - relative intensity noise;
SNR - signal to noise ratio;
WDM - wavelength division multiplexing.
Соотношения (2.8) связывают между собой аргументы угловых спектров (?5(05), (5X0;) и £(ч0 с соответствующими спектрами
пространственных частот.
Подстановка (2.8) в (2.5) позволяет установить закономерности изменения угла дифракции 0,- ИМ и фазовой расстройки при вариации направлений парциальных волн спектров (58(05), £(|/) относительно векторов ІСО) Ко:
Формула (2.10) указывает на то, что в принятом приближении цилиндрическая излучательная мода является слаборасходящейся и распространяется под углом скольжения и к ОВ. Воспользовавшись этим обстоятельством, преобразуем левую часть первого уравнения системы (2.7):
ДК(у;0,)*ДК„ + |к,„|0, + З-Ш-ч
РПС1І/.
(2.9)
соь^о )
О,(у,0,)«О.
(2.10)
г дг

:р(/к0т)
Далее, поделив первое уравнения системы (2.7) на ехр(/к0-г), упростим его правую часть: