СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МОДОВОЙ ЗАДЕРЖКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
METHOD OF REDUCING DIFFERENTIAL MODE-DEPENDENT DELAY OF FIBRE-OPTIC TRANSMISSION LINE

Изобретение относится к волоконно-оптической технике связи и может быть использовано для уменьшения дифференциальной модовой задержки многомодовой волоконно-оптической линии в маломодовом режиме передачи.
Известен способ компенсации дифференциальной модовой задержки [1-4], заключающийся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают компенсирующее оптическое волокно. Данный способ позволяет обеспечить только грубую компенсацию дифференциальной модовой задержки. Кроме того, как правило, длина компенсирующего оптического волокна соизмерима с длиной оптического волокна линии передачи, что значительно увеличивает суммарное затухание и стоимость линии в целом.
Известны способы [5-10] уменьшения дифференциальной модовой задержки многомодовой волоконно-оптической линии в маломодовом режиме передачи, заключающийся в том, что одномодовый источник излучения (лазер) подключают к многомодовому оптическому волокну через модовый фильтр, ограничивающий число мод, вводимых многомодовое оптическое волокно. Преимущественное возбуждение мод одной группы в значительной мере подавляет эффект дифференциальной модовой задержки в начале линии. В протяженной кабельной линии имеют место изгибы волокон внутри конструкции кабеля (например, в модульных трубках), а также вследствие изгибов кабеля при его прокладке. Как известно [11], на изгибах оптического волокна постоянные распространения мод меняются в зависимости от радиуса изгиба. Причем эти изменения индивидуальны для каждой моды. Как следствие, на изгибах оптического волокна также в зависимости от радиуса изгиба изменяется дифференциальная модовая задержка. При этом из-за разности параметров мод на участках оптического волокна с разными радиусами изгибов имеет место связь мод. В результате из-за связи мод в многомодовом оптическом волокне на дальнем конце протяженной кабельной линии присутствуют и подавленные модовым фильтром на ближнем конце моды, что ограничивает область применения данных способов.
Известен способ [10], заключающийся в том, что модовый фильтр включают на дальнем конце линии перед фотоприемником. Чем более ограничивает модовый фильтр количество пропускаемых мод, тем больше обусловленные им дополнительные потери. При этом данный способ не позволяет компенсировать дифференциальную модовую задержку между пропускаемыми модами, которая для протяженной кабельной линии может быть значительна. Все это ограничивает область применения данного способа.
Известен способ [12], заключающийся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, который разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно с малым радиусом. Данный способ обеспечивает скремблирование - смешение мод и подавление мод высшего порядка. При этом данный способ не позволяет компенсировать дифференциальную модовую задержку мод низшего порядка. Вместе с тем, подавление мод высшего порядка приводит к значительным дополнительным потерям. Все это ограничивает область применения способа.
Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.
Эта сущность достигается тем, что согласно способу уменьшения дифференциальной модовой задержки волоконно-оптической линии передачи, заключающемуся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, который разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно, при этом отрезок оптического волокна включают на дальнем конце волоконно-оптической линии передачи, а количество участков, количество изгибов или витков оптического волокна на каждом участке и радиусы изгибов оптического волокна на каждом участке подбираются из условия минимального значения дифференциальной модовой задержки на выходе волоконно-оптической линии передачи.
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.
Устройство содержит передатчик с лазерным диодом 1, многомодовое оптическое волокно многомодовой линии передачи 2, отрезок оптического волокна 3 с участками 4, на которых оптическое волокно изогнуто с заданным радиусом изгиба. Изменяя радиусы изгиба, число изгибов или витков оптического волокна на участках регулируют сдвиг фаз между модами и связь мод на стыках участков. Подбирая число участков, количество изгибов или витков оптического волокна на участках и радиусы изгибов оптического волокна на участках добиваются соотношения между амплитудными и фазовыми параметрами мод, при которых дифференциальная модовая задержка на выходе многомодового оптического волокна волоконно-оптической линии передачи минимальна.
В отличие от известного способа, которым является прототип, в предлагаемом способе уменьшение дифференциальной модовой задержки осуществляется не за счет подавления мод высшего порядка, а за счет подбора соотношений между фазовыми и амплитудными параметрами мод на выходе многомодового волокна волоконно-оптической линии передачи. Это, в отличие от известного способа, позволяет уменьшить дифференциальную модовую задержку в целом, включая дифференциальную модовую задержку между модами низшего порядка, что особенно важно в маломодовом режиме. При этом существенно снижаются потери в волоконно-оптической линии передачи по сравнению с прототипом. Следует отметить, что изгибы могут быть выполнены как многомодовым оптическим волокном линии передачи, так и компенсирующим волокном, что позволяет обеспечить тонкую подстройку компенсации дифференциальной модовой задержки. При этом обеспечивается хорошее согласование. Все это позволяет значительно расширить область применения метода по сравнению с прототипом.
Источники информации
1. US 4723828.
2. RU 2264638.
3. WO 99/22471.
4. US 2006/0034573.
5. US 4723828.
6. US 6580543.
7. CA 2388997.
8. JP 2042407.
9. JP 2163707.
10. US 6356680.
11. Снайдер Α., Лав Дж. Теория оптических волноводов - М.: Радио и связь, 1987. - 656 с.
12. DE 3411272.