7.6. ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СИСТЕМ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Поскольку волоконные световоды обычно используются для передачи каких-либо данных и телефонных разговоров, важно понять, как ФКМ воздействует на работу систем оптической связи [47. 48]. В многоканальной (с частотным уплотнением информации) системе как ФКМ. так и ФСМ будут изменять фазу оптической волны в каждом из каналов. В случаях когда информация передается за сче. амплитудной модуляции и некогерентно демодулируется. а также в системах связи с прямым детектированием нелинейные изменения Фазы малосущественны. Однако, если используются методы когерентной демодуляции, такие изменения фазы могут сильно ограничить работу системы. Для того чтобы лучше понять это ограничение,

рассмотрим М-канальную систему связи. Амплитуда излучения в каждом канале подчиняется уравнению распространения, аналогичному (7.1.17). Для типичных скоростей передачи информации Гбит/с импульс, соответствующий битовому промежутку, достаточно широк, и при рассмотрении нелинейных эффектов дисперсионные эффекты оказываются несущественными.

В этом случае уравнение (7.1.17) может быть записано в виде

где предполагается, что потери в световоде а и нелинейный параметр у одинаковы для всех каналов. Вклад ФКМ от всех каналов включен в уравнение (7.6.1). Возникающая система М связанных уравнений может быть решена аналитически; результат решения

где - мощность излучения, распространяющегося в канале.

определяется выражением (7.2.12). Обычно длина световода превышает длину поглощения и можно считать, что эффективная длина к

В зависимости от того, осуществлялась для передачи информации модуляция амплитудная или фазовая, следует различать два случая. Сначала рассмотрим случай фазовой модуляции. Поскольку мощность в каждом канале остается постоянной, нелинейное изменение фазы одинаково для всех битовых импульсов. Вообще говоря, фундаментальное ограничение для системы с фазовой модуляцией возникает из-за флуктуации фазы. Но поскольку согласно (7 6.3), I зависит от мощности, флуктуации мощности приводят к флуктуациям фазы, а это уменьшает отношение сигнал/шум на выходе световода. Если для простоты предположить, что средняя мощность во всех каналах одинакова, одинаково и стандартное отклонение стр. Тогда стандартное отклонение флуктуаций фазы принимает вид [47]

если в (7.6.3) подставить Два слагаемых представляют вклады ФСМ и ФКМ в Оценивая порядок величины, получаем при (это обычные значения для оптических систем связи в диапазоне 1,55 мкм). Вклад ФСМ в пренебрежимо мал. Вклад

ФКМ может стать значительным в зависимости от числа каналов. Оценки показывают, что соответствует ухудшению чувствительности примерно на 0,5 дБ [80]. Из выражения (7.6.4) видно, что действие ФКМ на работу системы связи становится угрожающим гочько при

Теперь рассмотрим случай когерентной системы связи с амплитудной модуляцией. Если используется фазочувствительное (гомо-динное) детектирование, фаза будет изменяться от одного битового импульса к другому в зависимости от битовой структуры соседних каналов. В худшем случае сдвиг фазы, вызванный ФКМ, принимает вид

где предполагается, что мощность Р одинакова во всех каналах. Если в качестве приемлемой величины принять мощность в каждом канале будет ограничена величиной

Это ограничение означает даже при

Эффекты ФКМ наблюдались в эксперименте с двумя каналами [48] Излучение от двух полупроводниковых лазеров, работающих на длинах волн вблизи 1,3 и 1,5 мкм, вводилось в -километровый отрезок одномодового световода. Сдвиг фазы излучения на длине волны 1,5 мкм, вызванный излучением на 1,3 мкм, измерялся при помощи интерферометра. При был экспериментально зарегистрирован сдвиг фазы Это значение находится в хорошем согласии с величиной 0,022, которая следует из (7.6.5).