способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи

Формула изобретения

Способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что последовательно с основным многомодовым оптическим волокном в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого выбирают в зависимости от профиля основного многомодового оптического волокна, отличающийся тем, что глубину, ширину и форму осевого провала профиля показателя преломления компенсирующего многомодового оптического волокна выбирают так, чтобы дифференциальная модовая задержка между группами мод низшего порядка и группами мод высшего порядка в основном многомодовом оптическом и компенсирующем многомодовом оптическом волокнах имела противоположные знаки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к волоконно-оптической технике связи и может быть использовано для увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи.

Известен способ [1-6] увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что к многомодовому оптическому волокну через специальное согласующее устройство подключают одномодовый источник излучения (лазер). При изготовлении многомодового оптического волокна методом MCVD, за счет особенностей технологии имеет место провал профиля показателя преломления оптического волокна по оси (фиг.1 [3]). При вводе оптического излучения одномодового источника в многомодовое волокно с таким профилем в таком волокне распространяются две группы мод: моды низшего порядка и моды высшего порядка, в которых скорости распространения мод существенно различаются. Это приводит к дифференциальной модовой задержке, ограничивающей полосу пропускания. Специальное согласующее устройство обеспечивает преимущественное возбуждение мод одной группы, что в значительной мере подавляет эффект дифференциальной модовой задержки в начале линии. Однако из-за связи мод на нерегулярностях при распространении оптического излучения в многомодовом волокне происходит перераспределение мощности между модами. Как следствие, при удалении от ввода дифференциальная модовая задержка снова становится существенной, что ограничивает длину многомодовой оптической линии передачи, на которой возможно увеличение полосы пропускания данным способом.

Известен способ [7] увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что последовательно основному многомодовому оптическому волокну в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого, а именно параметр альфа степенного профиля, выбирается так, чтобы модовая дисперсия компенсирующего многомодового оптического волокна на заданной длине волны имела знак, противоположный дисперсии основного многомодового оптического волокна, что обеспечивает компенсацию дисперсии многомодовой волоконно-оптической линии передачи и тем самым увеличение ее полосы пропускания. Данный способ касается волокон с идеальным монотонным профилем без провала по оси, который хорошо описывается степенной функцией. Оптимальный профиль многомодового оптического волокна - параболический. Соответственно, выбор профиля компенсирующего волокна сводится к выбору параметра альфа (степени) степенного профиля. Примеры профилей компенсирующего волокна приведены на фиг.2 [7]. Поскольку данный способ не учитывает осевого провала профиля показателя преломления многомодового оптического волокна, то он не применим для компенсации дифференциальной модовой задержки, имеющей место при вводе оптического излучения от одномодового источника. А поскольку в многомодовых оптических волокнах с осевым провалом профиля показателя преломления при одномодовом возбуждении полоса пропускания ограничивается в первую очередь дифференциальной модовой задержкой, то он не применим для многомодовых линий передачи с такими волокнами.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что, согласно способа увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающегося в том, что последовательно основному многомодовому оптическому волокну в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого выбирается в зависимости от профиля основного многомодового оптического волокна, при этом глубина, ширина и форма осевого провала профиля показателя преломления компенсирующего многомодового оптического волокна выбирается так, чтобы дифференциальная модовая задержка между группами мод низшего порядка и группами мод высшего порядка в основном многомодовом оптическом волокне и компенсирующем многомодовом оптическом волокне имела противоположные знаки.

На фиг.1 показан профиль показателя преломления многомодового оптического волокна изготовленного по технологии MCVD; на фиг.2 - примеры степенных профилей показателя преломления многомодового оптического волокна; на фиг.3 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит основное многомодовое оптическое волокно 1 линии передачи 2, которое последовательно соединено с компенсирующим многомодовым оптическим волокном 3.

Устройство работает следующим образом.

Соотношение между скоростями распространения группы мод низшего порядка и скоростями распространения группы мод высшего порядка в многомодовом оптическом волокне с провалом профиля показателя преломления по оси зависит от параметров провала профиля, его глубины, ширины и формы. Для одних значений параметров быстрее распространяются низшие моды, для других - высшие. Соответственно, выбирая параметры провала профиля показателя многомодового оптического волокна можно добиться заданного соотношения между скоростями распространения группы мод низшего порядка и группы мод высшего порядка. Параметры профиля показателя преломления компенсирующего волокна, а именно глубину, ширину и форму осевого провала выбирают так, чтобы дифференциальная модовая задержка компенсирующего волокна была противоположна по знаку дифференциальной модовой задержке основного волокна, что обеспечивает уменьшение (компенсацию) дифференциальной модовой задержки в последовательном соединении таких волокон. Таким образом, в многомодовой волоконно-оптической линии передачи 2, в которой последовательно соединены основное и компенсирующее волокна и профиль компенсирующего волокна выбран согласно данному способу, за счет компенсации дифференциальной модовой задержки увеличивается полоса пропускания линии передачи.

Поскольку данный способ предусматривает компенсацию дифференциальной модовой задержки, он может быть использован для увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи с многомодовыми оптическими волокнами, профиль которых имеет провал по оси, что расширяет его область применения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Duser M., Bayvel P. 2.5 Gbit/s transmission over 4.5 km of 62.5 am multimode fiber using centre launch technique. - Electronics letters, Vol.36, No1, 2000.

2. Hackert M.J. Characterizing multimode fiber bandwidth for Gigabit Ethernet applications. - Coming, WP 4062, august, 2001.

3. US 4723828.

4. US 6580543.

5. US 6556329 В1.

6. СА 2388997.

7. WO 9922471.