Пояснительная записка (1214924)
Текст из файла
СодержаниеВведение ....................................................................................................................... 61 Анализ методов измерения хроматической дисперсии ....................................... 71.1 Импульсные методы ......................................................................................... 71.1.1 Метод измерения времени распространения импульса в волокне ..... 71.1.2 Рефлектометрический метод .................................................................. 91.2 Фазовые методы ..............................................................................................
101.2.1 Фазосдвиговый метод ............................................................................ 101.2.2 Дифференциально-фазосдвиговый метод ........................................... 121.2.3 Фазово-дальнометрический метод ....................................................... 131.3 Интерферометрический метод (интерферометрия «белого» света») ........ 141.4 Метод, основанный на нелинейной оптике ................................................. 151.5 Выбор оптимального метода измерения для дальнейшего анализа .......... 162 Исследование модифицированного фазосдвигового метода измеренияхроматической дисперсии .....................................................................................
172.1 Составляющие неопределенности результатов измерений хроматическойдисперсии в фазосдвиговом методе. ............................................................. 172.2 Исследование схемы модифицированного метода измеренияхроматической дисперсии .............................................................................. 262.3 Анализ получения дисперсии в схеме модифицированногофазосдвигового метода ...................................................................................
302.4 Исследования и минимизация основных источников неопределенностирезультатов измерения хроматической дисперсии ..................................... 352.5 Исследования и минимизация источников неопределенности результатовизмерения фазы ............................................................................................... 383 Итоговый анализ для рекомендации по применению методов измеренияхроматической дисперсии ........................................................................................
42Заключение ................................................................................................................ 47Библиографический список ..................................................................................... 48Приложение А. Список сокращений ....................................................................... 51Приложение Б. Структурная схема модифицированного фазосдвигового метода.....................................................................................................................................525ВВЕДЕНИЕВ настоящее время растет необходимость в повышении скорости и объемапередачи данных.
Это проявляется в потребности применения ВОСП. В такойситуациипараметры,которыеограничиваютувеличениепропускнойспособности каналов связи и влияют на скорость передачи данных, являютсяопределяющими.Существуют несколько таких параметров, но в данной работе будетрассмотрен один из них - это хроматическая дисперсия (ХД). ХД обусловленазависимостью групповой скорости прохождения сигнала от длины волныизлучения. ХД приводит к расширению оптического импульса, что в своюочередь вызывает ограничение в скорости передачи, а также дальностипередачи.
ХД измеряется в пс/нм.На российском рынке можно увидеть множество приборов, измеряющихХД. Измерение проводится на основе разных методов. Каждый метод обладаетсвоими преимуществами и недостатками, точностью измерения. В даннойработе будут проанализированы все основные методы измерения.Целью данной работы является определение наилучшего (высокоточного)метода для измерения ХД. Также будет предложена рекомендация поиспользованию актуальных методов при рассмотрении определенных задач.61 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ХРОМАТИЧЕСКОЙДИСПЕРСИИСуществуют несколько методов измерения хроматической дисперсии,применяемых в измерительных приборах.
Каждый из них обладает своимидостоинствами и недостатками. Чтобы определить лучший метод, обладающийминимальной погрешностью в измерении, необходимо сделать анализ всехметодов.1.1 Импульсные методы1.1.1 Метод измерения времени распространения импульса в волокнеа)б)Рисунок 1.1 - Метод измерения времени распространения импульса в оптическом волокнеВ рассматриваемом методе в качестве селектора применяется монохроматор,фотоприемник находится в лавинном режиме. Импульс с ВЧ генераторавключает таймер и источник света в одно время. Излучение после прохожденияселектора идет в измеряемое оптическое волокно (ОВ).
Как только происходит7прием фотона, фотоприемник создает импульс, выключающий таймер. В итоге,измеряется задержка в зависимости от длины волны.Групповая задержка при изменении длины волны вычисляется по формуле:∆ = + − (1.1)где - центральная длина волны, на которой происходит измерение, нм; - время прохождения оптического импульса в измеряемом ОВ на длиневолны .После этого вычисляется коэффициент ХД, равное отношению изменениягрупповой задержки к изменению длины волны [9]:=∆∙ + − (1.2)где D - коэффициент ХД, пс/(нм/км); ∆ - относительная групповаязадержка, пс; L - длина измеряемого ОВ, км.К преимуществам рассматриваемого метода следует отнести высокуюдискретность измерения по длинам волн, которая приводит к повышениюточности измерения;Недостатки метода заключаются в следующем :1) Трудность в технической реализации фотоприемного тракта в режимесчета фотонов;2) Требуется большое количество усреднений, из-за того что появляетсясильный шум в фотоприемном тракте в режиме счета фотонов;3) Метрологические характеристики хуже, по сравнениюс фазовымиметодами, потому что погрешность измерения времени распространения имеетограничение величиной порядка 200 пс.
Это эквивалентно погрешностиизмерения более 20 пс/нм при шаге измерения 10 нм.В качестве другого варианта для улучшения характеристик метода, вместоширокополосного источника и монохроматора, может быть использован наборизлучателей с известной длиной волны. В этом случае вместо лавинногофотодиода в режиме счета фотонов может быть использован pin-фотодиод.81.1.2 Рефлектометрический методРисунок 1.2 - Рефлектометрический методСуть метода состоит в измерении рефлектограмм на серии длин волн и впостроении зависимости задержки (оптической длины волокна) от длиныволны зондирующего импульса.Обычно, в качестве источников излучения применяются лазеры срезонатором Фабри-Перо на четырех длинах волн (4 окна прозрачностиволокна): 1310, 1410, 1550, 1610 нм.Время прохождения оптического импульса на длине волны вычисляетсякак:( ) /( )(1.3)где L - длина ОВ на длине волны , нм; n - показатель преломления ОВ надлине волны , с - скорость светаИзменение групповой задержки, которое обуславливается изменениемдлины волны на ∆ вычисляется:∆ = + − (1.4)где - центральная длина волны, на которой происходит измерение, нм; - время прохождения оптического импульса в измеряемом ОВ на длиневолны .=∆1∙ +1 − (1.5)где D - коэффициент ХД, пс/(нм/км); ∆ - относительная групповаязадержка, пс; L - длина измеряемого ОВ, км.9Достоинствами метода являются - сравнительная простота реализации инизкая себестоимость.Недостатками являются:1) Сильное влияние погрешности определения длины волны лазера напогрешность измерения ХД.
Обычно, в рефлектометрах, центральная длинаволны известна с погрешностью 0,1 нм.2) Точность измерения ограничена количеством точек на рефлектограмме.3) Погрешность измерения ХД - до 15 пс/нм.1.2 Фазовые методыИз фазовых методов можно выделить:1) фазосдвиговый (сравнение фазы сигнала, прошедшего через волокно иопорного сигнала)2) дифференциально-фазосдвиговый (сравнение фаз сигналов на длинахволн, близкорасположенных друг к другу)3) фазово-дальнометрический (измеряется фаза сигнала на несколькихчастотах и определяется оптическая длина волокна для разных длин волнизлучения)1.2.1 Фазосдвиговый методСуть метода [12] заключается в измерении фаз между сигналом, которыйпроходит по ОВ вместе с опорным сигналом.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
