способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи

Формула изобретения

Способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что модовый состав оптического излучения, распространяющийся в многомодовой волоконно-оптической линии передачи, разделяют на группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка, отличающийся тем, что в середине участка многомодовой волоконно-оптической линии передачи включают модовый мультиплексор и модовый демультиплексор, с помощью которого модовый состав оптического излучения, поступающий с выхода многомодовой волоконно-оптической линии передачи первой половины участка, разделяют на группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка, выделенную модовым демультиплексором группу мод высшего порядка преобразуют в группу мод низшего порядка, а выделенную модовым демультиплексором группу мод низшего порядка преобразуют в группу мод высшего порядка, после чего эти две группы мод объединяют с помощью модового мультиплексора и подают на вход многомодовой волоконно-оптической линии передачи второй половины участка.

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). В многомодовом оптическом волокне при вводе оптического излучения от одномодового источника 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, 8/ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что на выходе линии к многомодовому оптическому волокну подключают устройство, включающее систему фотоприемников, выходы которых через линии задержки соединяют с общим выходом. Фотоприемники распределяют в пространстве так, что каждый из фотоприемников принимает на выходе многомодового оптического волокна отдельную моду или группу мод, с помощью линий задержки регулируют временную задержку принимаемых мод так, чтобы подавить дифференциальную модовую задержку и модовую дисперсию на общем выходе. Данный способ предусматривает оптоэлектронное преобразование и может быть реализован только в конце линии. Но поскольку чувствительность фотоприемников ограничена, а мощность оптического сигнала распределена между модами, то длина многомодовой оптической линии передачи, на которой возможно увеличение полосы пропускания данным способом, также ограничена.

Известен способ /9-14/ увеличения полосы пропускания волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что в середине участка волоконно-оптической линии передачи включают инвертор спектра оптического сигнала. Данный способ применяется для компенсации хроматической дисперсии и неприменим для подавления эффекта дифференциальной модовой задержки.

Известен способ /15/ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что модовый состав распространяющегося в многомодовой волоконно-оптическую линии передачи оптического излучения разделяют на группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка, моды низшего порядка подавляют, а моды высшего порядка пропускают, тем самым устраняют дифференциальную модовую задержку и обеспечивают увеличение полосы пропускания. Для разделения и подавления мод может использоваться различная техника. Вследствие подавления мод низшего порядка потери многомодовой волоконно-оптической линии передачи велики, что ограничивает ее длину и требует увеличения мощности источника оптического излучения, чувствительности фотоприемника, применения оптических усилителей.

Сущностью предлагаемого изобретения является увеличение длины многомодовой волоконно-оптической линии передачи с увеличенной полосой пропускания.

Эта сущность достигается тем, что, согласно способу увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающемусяся в том, что модовый состав оптического излучения, распространяющийся в многомодовой волоконно-оптической линии передачи, разделяют на группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка, при этом в середине участка многомодовой волоконно-оптической линии передачи включают модовый мультиплексор и модовый демультиплексор, с помощью которого модовый состав оптического излучения, поступающий с выхода многомодовой волоконно-оптической линии передачи первой половины участка, разделяют на группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка, выделенную модовым демультиплексором группу мод высшего порядка преобразуют в группу мод низшего порядка, а выделенную модовым демультиплексором группу мод низшего порядка преобразуют в группу мод высшего порядка, после чего эти две группы мод объединяют с помощью модового мультиплексора и подают на вход многомодовой волоконно-оптической линии передачи второй половины участка.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит модовый демультиплексор 1, вход которого соединен с выходом многомодового волоконно-оптического волокна 2 первой половины участка линии передачи, один выход его соединен со входом конвертора высших мод в низшие 3, а другой - со входом конвертора низших мод в высшие 4, а также модовый мультиплексор 5, выход которого соединен с многомодовым волоконно-оптическим волокном 6 второй половины участка линии передачи, один его вход с выходом конвертора высших мод в низшие 3, другой его вход с выходом конвертора низших мод в высшие 4.

Устройство работает следующим образом.

Распространяющееся в многомодовой волоконно-оптической линии передачи оптическое излучение с выхода многомодового оптического волокна 2 первой половины участка линии передачи поступает на вход модового демультиплексора 1, где модовый состав оптического излучения разделяется на две группы: группу мод низшего порядка и группу мод высшего порядка. Группа мод высшего порядка с одного из выходов модового демультиплексора 1 поступает на вход конвертора 3 высших мод в низшие, где высшие моды преобразуются в низшие. Группа мод низшего порядка с другого выхода модового демультиплексора 1 поступает на вход конвертора 4 низших мод в высшие, где низшие моды преобразуются в высшие. Эти группы мод с выходов конверторов 3, 4 поступают на входы модового мультиплексора 5, где объединяются, и с выхода модового мультиплексора 5 поступают на вход многомодового оптического волокна 6 второй половины участка линии передачи. За счет инверсии фазы групп модовых составляющих оптического сигнала в середине участка линии передачи дифференциальная модовая задержка многомодового оптического волокна первой половины участка линии передачи будет скомпенсирована дифференциальной модовой задержкой многомодового оптического волокна второй половины участка линии передачи.

Поскольку данный способ не предусматривает подавление каких-либо модовых составляющих оптического сигнала, потери в многомодовой волоконно-оптической линии передаче относительно невелики, что обеспечивает увеличение длины многомодовой волоконно-оптической линии передачи с увеличенной полосой пропускания.

ЛИТЕРАТУРА

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

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

3. US 4723828.

4. US 6580543.

5. US 6556329 В1.

6. СА 2388997.

7. US 3777150.

8. US 2003/0147586 А1.

9. Merker Т., Meissner P., Feiste U. High bit rate OTDM transmission over standard-fiber using mid-span spectral inversion and its limitations. - TUD, AR 2000 29, pp.99-104.

10. US 2002/0114040 A1.

11. EP 0776103 A2.

12. WO 00/14917.

13. US 6160942 A2.

14. US 6341026 B1.

15. US 6356680.