光纖色散與光纖寬帶的精確測(cè)量
光纖的色散特點(diǎn)是影響光纖通訊傳送容積和中繼間距的一個(gè)關(guān)鍵要素。在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通訊中，如色散大，光單脈沖展寬就比較嚴(yán)重，在接收端就將會(huì)因單脈沖展寬而出現(xiàn)鄰近單脈沖的重合，進(jìn)而出現(xiàn)誤碼。以便防止出現(xiàn)這樣的事情，只能使碼元間距增加，或使傳送間距減少。顯而易見(jiàn)這就促使傳送容積減少，中繼局間距減短，它是大家所不期待的。在仿真模擬傳送中，一樣因?yàn)樯⒋?，不一樣頻率的仿真模擬數(shù)據(jù)信號(hào)頻帶不同樣，在接收端就會(huì)使數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)比較嚴(yán)重失幀。一樣以便防止出現(xiàn)這樣的事情，只能使傳送仿真模擬網(wǎng)絡(luò)帶寬降低，或傳送間距減少，它是大家所不期待的。因此，高碼率、光纖寬帶寬數(shù)字信號(hào)的光纖通訊系統(tǒng)中對(duì)光纖的色散還要用心考慮到。好似前邊上述，由于光纖色散導(dǎo)致光單脈沖的波型展寬，這是以時(shí)域見(jiàn)解剖析的狀況，若是以頻域視角看來(lái)，光纖有色散就表達(dá)光纖是有一定傳送網(wǎng)絡(luò)帶寬的。因而單脈沖展寬和網(wǎng)絡(luò)帶寬是以不一樣視角敘述光纖傳送特點(diǎn)的2個(gè)密切聯(lián)系的參數(shù)。
從測(cè)量法上與此對(duì)應(yīng)也是二種方式 。一種是以時(shí)域視角來(lái)精確測(cè)量光單脈沖的展寬；另一種是以頻域視角來(lái)精確測(cè)量光纖的基帶芯片總寬。
1)用時(shí)域方式 來(lái)精確測(cè)量單脈沖展寬
精確測(cè)量基本原理。最先以便使難題還不會(huì)繁雜，假定鍵入光纖和從光纖輸出的光單脈沖波型都類似成高斯分布的如圖所示6圖示。圖6(a)是光纖輸出光功率Pin(t)的波形圖，從最高值A(chǔ)1降至A1/2時(shí)的總寬為Δτ1。圖6（b)是光纖的輸出光功率Pout(t)的波形圖，其力度降至一半時(shí)的總寬為Δτ2能夠證實(shí)，單脈沖根據(jù)光纖后的展寬Δτ兩者之間鍵入、輸出波型總寬Δτ1和Δτ2的關(guān)聯(lián)為:
(1-1)
不難看出，Δτ并不是Δτ2與Δτ1的簡(jiǎn)易相減的關(guān)聯(lián)。因此，要是將測(cè)出去的Δτ1和Δτ2代入上式即能夠算出脈沖展寬Δτ。算出Δτ之后，再依據(jù)單脈沖的展寬Δτ和相對(duì)的網(wǎng)絡(luò)帶寬B間的公式計(jì)算
B＝0.44／Δτ (1-2)
將Δτ代入式中可求出相對(duì)的光纖每千米網(wǎng)絡(luò)帶寬。若Δτ的企業(yè)用ns，則B的企業(yè)是MHz。
精確測(cè)量方框圖。用時(shí)域法精確測(cè)量光纖的單脈沖展寬(從而測(cè)算出光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬的方框圖如圖所示7圖示)
最先用一臺(tái)單脈沖頻率計(jì)去調(diào)配一個(gè)激光發(fā)生器。從激光發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)根據(jù)分光鏡分成兩路口。一路進(jìn)到被測(cè)光纖(因?yàn)樯⒐π?，這一路的光差分信號(hào)被展寬)，經(jīng)光纖傳送抵達(dá)光學(xué)探測(cè)器1和接收機(jī)1，送進(jìn)雙蹤抽樣數(shù)字示波器并顯示信息出去，這一波型等于前邊講的Pout(t)。另一路，不歷經(jīng)被測(cè)光纖，根據(jù)反射鏡片立即進(jìn)到光探測(cè)器2和接受設(shè)備2，隨后也被送進(jìn)雙蹤示波器顯示信息出去。因?yàn)檫@一波型沒(méi)有歷經(jīng)被檢驗(yàn)光纖，故等于被測(cè)光纖鍵入數(shù)據(jù)信號(hào)的波型，即等于Pin(t)。從顯示信息出的單脈沖波型上各自測(cè)出Pin(t)的總寬Δτ1和Pout(t)的總寬Δτ2。那樣就可將Δτ1和Δτ2代入式(1-1)及(1-2)最后計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬B。最終還應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，用這類方式 精確測(cè)量多模光纖較為艱難，由于其Δτ很小。
2)用頻域法精確測(cè)量光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬
頻域法精確測(cè)量，就是說(shuō)用一個(gè)掃頻震蕩器造成的頻率持續(xù)轉(zhuǎn)變的正弦數(shù)據(jù)信號(hào)去調(diào)配激光發(fā)生器，進(jìn)而科學(xué)研究光纖針對(duì)不一樣的頻率，來(lái)調(diào)配的數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送工作能力。實(shí)際的說(shuō)，就是說(shuō)要想方設(shè)法測(cè)到光纖傳送己調(diào)配微波的相頻特性特點(diǎn)。獲得了相頻特性特點(diǎn)后，就能按一般方式 算出光纖的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
設(shè)Pin(f)為鍵入被測(cè)光纖的光功率與調(diào)配頻率f間的關(guān)聯(lián)。Pout(f)為被測(cè)光纖輸出的光功率與調(diào)配頻率f關(guān)聯(lián)。則被測(cè)光纖的相頻特性特點(diǎn)H(f)為H(f)＝Pout(f)／Pin(f)，若使半功率點(diǎn)來(lái)明確光纖的網(wǎng)絡(luò)帶寬fc即10lgH(f)=10lg[Pout(f)/Pin(f)]＝10lg1／2＝-3dB。fc稱之為光纖的3dB光網(wǎng)絡(luò)帶寬。用頻域法精確測(cè)量光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬的方框圖如9圖示：
因?yàn)榫_測(cè)量光纖的相頻特性特點(diǎn)，必須測(cè)到鍵入光纖的光功率特點(diǎn)和從光纖輸出的光功率特點(diǎn)，即必須獲得2個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，故在圖9連用一條短光纖的輸出光功率來(lái)替代被測(cè)光纖的鍵入光功率。在圖9中，由掃頻頻率計(jì)輸出一個(gè)頻率持續(xù)可調(diào)式的正弦數(shù)據(jù)信號(hào)。運(yùn)用這一數(shù)據(jù)信號(hào)去對(duì)激光發(fā)生器的數(shù)據(jù)信號(hào)開(kāi)展抗壓強(qiáng)度調(diào)配，隨后將這一已變光數(shù)據(jù)信號(hào)藕合入光開(kāi)關(guān)，由光開(kāi)關(guān)先后送出去兩路口數(shù)據(jù)信號(hào)，一路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)到短光纖，經(jīng)短光纖后邊過(guò)光學(xué)探測(cè)器送進(jìn)頻譜儀。用短光纖的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)替代被測(cè)光纖的鍵入數(shù)據(jù)信號(hào)(因?yàn)楣饫w短，歷經(jīng)傳送后數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)變不大，故能夠覺(jué)得就是鍵入數(shù)據(jù)信號(hào))。另一路數(shù)據(jù)信號(hào)是歷經(jīng)光開(kāi)關(guān)送進(jìn)被測(cè)光纖，由持續(xù)的正弦波形調(diào)配的數(shù)據(jù)信號(hào)歷經(jīng)光纖傳送，帶上了被測(cè)光纖對(duì)不一樣調(diào)配頻率數(shù)據(jù)信號(hào)的反映，從光纖輸出，經(jīng)光學(xué)探測(cè)器送進(jìn)頻譜儀。那樣頻譜儀中就獲得了被測(cè)光纖的鍵入和輸出二種數(shù)據(jù)信號(hào)，因而，就可獲得被測(cè)光纖的相頻特性，進(jìn)而可測(cè)到光纖的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
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