بخشی از مقاله
چکیده
با ظهور توری های براگ فیبر نوری - FBG - در سال 1980 مؤلفه بسیار کاربردی و مهمی وارد مخابرات نوری شد . ما در این مقاله کاربردتوری براگ نوع چرپ را به عنوان جبران ساز پاشندگی در سیستم های مخابرات نوری بررسی می کنیم و با شبیه سازی یک مدل از سیستم مخابراتی و یافتن بهترین مقا دیر پارامتر ها برای بهینه ترین خروجی ، اثر این مؤلفه را در بهبود اطلاعات دریافتی در گیرنده مشاهده خواهیم کرد .
واژه های کلیدی : جبران پاشندگی ، Chirped Bragg Grating ، سیستم های مخابرات نوری . کد دسته بندی مقاله : فیزیک اتمی ومولکولی - اپتیک ، لیزر و پلاسما -
مقدمه
پاشندگی تصادفی1 در فیبرهای نوری پدیده ای است که می شود .در فیبرهای نوری ، وابستگی Ng به طول موج ، یک بدلیل وابستگی ضریب شکست گروه - Ng - 2 به طول موج ایجاد پهن شدگی زمانی در پالس های انتشاری ایجاد می کند. بعد از طی یک مسافت مشخص ، پهن شدگی پالس ها موجب ظاهر شدن خطاهای قابل توجهی در گیرنده می شود که باعث از دست رفتن اطلاعات می شود . [1] یکی از پیشنهاد ها برای جبران تلفات در سیستم های مخابرات نوری استفاده از فیبرهای تقویت کننده اربیومی 3 ، میباشد . از جمله پیشنهادهای دیگر برای جبران پاشندگی ، فیبرهای جبران پاشندگی4 بودند که در جبران پاشندگی تصادفی استفاده های گسترده ای داشتند .
این تدبیر نیازمند تعبیه فیبرهای جبران پاشندگی در فواصل معین با یک ضریب پاشندگی منفی در یک لینک مخابراتی برای خنثی کردن اثرات پاشندگی مثبت فیبرهای معمولی می باشد . اما این روش اتلاف کلی ، اثرات غیر خطی وهزینه سیستم های انتقال نوری را افزایش می دهد . بعلاوه ، میزان جبران در آن ها وابسته به طول موج است و می تواند تنها در یک باند نسبتا باریک به طور کامل عمل کند .توری های چرپ نیز اخیرا برای جبران پاشندگی تصادفی پیشنهاد شده اند . فیبر براگ قسمتی از یک فیبر رایج تک مد است که به شکل یک توری در آمده است. توری های فیبر نوری بطورساده شامل مدولاسیون تناوبی از ضریب شکست در داخل هسته فیبر نوری هستند .
دریک توری براگ فیبر نوری ، نور منتشر شده در درون هسته که شرایط براگ را ارضا می کند با ساختار توری تشدید شده و بازتاب می یابد . [2] فاصله بین توری ها مشخص کننده طول موج بازتابشی از توری براگ است ، به این ترتیب نور بازتاب شده در طول موج براگ از طیف عبوری حذف می شود .این مهم ترین مشخصه ی توری های براگ است که طول موج های تشدید شده به سمت منبع منعکس می شوند و بقیه ی طول موج ها بدون تضعیف از داخل قطعه عبور می کنند .در یک توری براگ نوع چرپ تغییراتی در دوره توری - و ازاینرو تغییراتی در واکنش به طول موج های مختلف - در طول توری ایجاد شده است .
همان طور که دوره توری در امتداد محور تغییر می کند ، طول موج های متفاوت بوسیله بخش های مختلف توری بازتاب می یابند و بنابراین با فاصله های زمانی مختلف تأخیر پیدا می کنند . اثر نهایی یک فشردگی در پالس ورودی است که می تواند برای جبران پاشندگی تصادفی انباشته شده درلینک مخابراتی مناسب باشد . مهمترین برتری های توری براگ چرپ بر سایر موارد پیشنهادی اتلاف داخلی ، اثرات غیر خطی وهزینه کم است . [3] ایده ی جبران پاشندگی بوسیله توری هایبراگ چرپ برای اولین بار توسط Qulette پیشنهاد شد و بعدا به طور آزمایشگاهی توسط Williams و همکارانش به اثبات رسید .
اصول عملکرد یک توری براگ
یک توری براگ شامل مدولاسیون تناوبی از ضریب شکست در هسته فیبر است که مانند یک آینه انتخابی طول موج عمل می کند ، شبیه آنچه که در شکل 1 نشان داده شده است .توری های براگ با تابش نور به یک فیبر حساس ب ه نور 5 ایجاد می شوند . [4] توری های حاصله به طور انتخابی نور منتشر شده در فیبر را در طول موج براگ که با رابطه ز یر داده می شود ، بازمی تابانند :
که n و به ترتیب ضریب شکست فیبر و گام توری در فیبرهستند . یک توری یکنواخت می تواند به صورت مدولاسیون سینوسی از ضریب شکست هسته فیبر به صورت زیر نمایش داده
شود : [5]
که ncore ضریب شکست هسته در حالتی که تحت تابش قرارنگرفته و Q دامنه تغییرات ضریب شکست القا شده است .توری های براگ چرپ و جبران پاشندگی یک چرپ جایی است که تغییراتی در دوره توری - و از اینروتغییراتی در واکنش به طول موج های مختلف صرفاً - در طول توری ایجاد می کنیم . زمانیکه یک سیگنال وارد چرپ می شود طول موج های متفاوت از قسمت های مختلف توری بازتاب می تابند مانند آنچه در شکل 2 مشاهده می شود . بنابراین توری یک تأخیر وابسته به طول موج سیگنال را ایجاد می کند . بعضی از طول موج ها نسبت به بقیه تأخیر بیشتری دارند . از این ویژگی برای جبران پاشندگی ایجاد شده در لینک های م خابراتی استفاده میشود .
شبیه سازی سیستم انتقال و نتایج آن
ما از پارامتر های لیست شده در جدول 1 برای شبیه سازی استفاده می کنیم . [6] مدل این سیستم شبیه سازی شده در شکل3 نشان داده شده است .همچنین برای این شبیه سازی از لیزر CW در فرکانس193.17+] و توان خروجی 1P: استفاده می کنیم که با یک NRZ pseudorandom binary sequence در 10*ELWV/Vتوسط یک مدولاتور ماخ - زندر با آهنگ خاموشی 30G%به طورخارجی مدوله شده اند . تقویت کننده اربیومی به کار برده شده در این مدل دارای بهره ای برابر با 3 dB و مستقل از طول موج ونویز قابل چشم پوشی است که تنها برای جبران پاشندگی و اثراتغیر خطی در سیستم طراحی شده به کار رفته است .
