雖然光纖采用了漸變折射技術(shù),但在光纖中模態(tài)散射依然存在,僅僅是程度有所不同。即便是單模光纖,在光纖的拐彎處也會(huì)有反射,一旦有反射就涉及到路徑的不同,從而發(fā)生散射。所以,光脈沖經(jīng)過(guò)光纖傳輸之后,不但幅度會(huì)因衰減而減小,波形也會(huì)出現(xiàn)愈來(lái)愈大的失真,發(fā)生脈沖寬度隨時(shí)間而展寬的現(xiàn)象,形成光纖的模式帶寬。
如果這種擴(kuò)散太大,展寬的脈沖可能對(duì)某一端的脈沖造成干擾,進(jìn)而在傳輸系統(tǒng)中導(dǎo)致碼間千擾和高比特差錯(cuò)率,使兩個(gè)原本有一定間隔的光脈沖,經(jīng)過(guò)光纖傳輸之后產(chǎn)生部分重疊。為避免重疊的發(fā)生,對(duì)輸入脈沖應(yīng)有最高速率的限制。
若定義相鄰兩個(gè)脈沖雖然重疊但仍能區(qū)分開(kāi)來(lái)的最高脈沖速率為該光纖鏈路的最大可用光纖的模式帶寬,則脈沖的展寬不僅與脈沖的速率有關(guān),也與光纖的長(zhǎng)度有關(guān)。所以,通常用光纖傳輸信號(hào)的速率與其傳輸長(zhǎng)度的乘積來(lái)描述光纖的模式帶寬特性,用B*L表示,單位為MHz*km。顯然,對(duì)某個(gè)B*L值而言,當(dāng)距離增長(zhǎng)時(shí),允許的模式帶寬就需要相對(duì)減小。例如,在850nrn波長(zhǎng)的情況下,某一根光纖最小模式帶寬是160MHz*km,則意味著當(dāng)這根光纖長(zhǎng)1 krn時(shí),可以傳輸最大頻率為160MHz的信號(hào);而當(dāng)長(zhǎng)度是500m時(shí),最大可傳輸320Mhz(160MHz*1 km/0.5km=320MHz)的信號(hào):其余情況依次類(lèi)推。
對(duì)于50/125um光纖,在850nm的波長(zhǎng)下,最小信息傳輸能力是500MHz* 1km。
最小模式帶寬意味著光纖所應(yīng)有的信息傳輸能力的最小值應(yīng)當(dāng)是160MHz*1krn或500MHz*l km。
為什么當(dāng)速率為100Mb/s時(shí)可以支持2000m的多模光纖,而當(dāng)速率為1 Gb/s時(shí)只能支持55Om的多模光纖呢?其主要原因是多模光纖的不同模式延遲(Differential Mode Delay,DMD)造成的。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),多模光纖在傳送光脈沖時(shí),光脈沖在傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)散展寬。當(dāng)這種發(fā)散情況嚴(yán)重到一定程度后,前后脈沖之間會(huì)相互疊加,使得接收端根本無(wú)法準(zhǔn)確分辨每一個(gè)光脈沖信號(hào),這種現(xiàn)象被稱(chēng)為微分模式延遲。產(chǎn)生微分模式延遲的主要原因在于,多模光纖中同一個(gè)光脈沖包含多個(gè)模態(tài)分量,從光傳輸?shù)慕嵌瓤,每一個(gè)模態(tài)分量在光纖中傳送的路徑不同。例如,沿光纖中心直線傳送的光分量,與通過(guò)光纖層反射傳送的光分量具有不同的路徑。從電磁波角度看,在多模光纖芯徑中的三維空間內(nèi)包含著很多模態(tài)(300~1100)分量,其構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜。更多有關(guān)光纖的信息盡在輝澎信息科技http://warehouse-building.com/
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