Što je disperzija vlakana?
Različite frekvencijske komponente ili komponente različitog načina rada optičkog signala (impulsa) koje se prenose u optičkim vlaknima šire se različitim brzinama, a do izobličenja signala (širenja impulsa) neizbježno će doći nakon postizanja određene udaljenosti. Taj se fenomen naziva disperzija ili disperzija optičkih vlakana. Optički signal koji se prenosi u optičkim vlaknima ima određenu širinu spektra, što znači da optički signal ima mnogo različitih frekvencijskih komponenata. Istodobno, u višemodnom vlaknu, optički signal može biti sastavljen od nekoliko načina, što znači da se svaka frekvencijska komponenta može također sastojati od nekoliko komponenata načina.
Disperzija optičkih vlakana odnosi se na izobličenje signala uzrokovano različitim frekvencijskim komponentama i različitim komponentama načina s različitim brzinama prijenosa. U digitalnom optičkom komunikacijskom sustavu disperzija proširuje optički puls. Kada je disperzija ozbiljna, optički impulsi će se međusobno preklapati, što uzrokuje interferenciju među simbolima i povećava stopu pogreške u bitu. Stoga disperzija optičkih vlakana ne utječe samo na prijenosni kapacitet optičkih vlakana, već također ograničava relajnu udaljenost komunikacijskog sustava optičkih vlakana.
Kada se svjetlost širi u optičkom vlaknu, jer njegova frekvencija nije jedna frekvencija, radni način nije jedan radni način, pa je brzina širenja nešto drugačija, što se naziva disperzija. Ako je modulirani val digitalni impuls, širina demoduliranog signala će se proširiti, što će uzrokovati pogrešku bita i ograničiti poboljšanje brzine prijenosa. Kada je modulacijski valni oblik analogni signal, razina nakon detekcije opada s porastom frekvencije signala, što pokazuje nelinearno izobličenje i povećava harmonijsku komponentu temeljnog vala. Prijenos CATV signala u optičkoj mreži uzrokuje pogoršanje indeksa CSO i CTB. Te se pojave nazivaju disperzijske karakteristike optičkih vlakana, a disperzijske karakteristike potonjih također se nazivaju i karakteristike propusnosti (ili frekvencijske karakteristike).
Disperzija vlakana pokazuje stanje širenja ulaznog signala u vlaknu, što se odnosi na izobličenje signala uzrokovano različitim frekvencijskim komponentama ili različitim dijelovima modusa optičkog signala koji se šire različitim brzinama. Uglavnom uključuje intermodalnu disperziju, kromatsku disperziju i polarizacijsku disperziju.
Intermodalna disperzija
Intermodalna disperzija je vrsta mehanizma za iskrivljenje signala u višemodnim vlaknima i drugim valovodima. U višemodnom vlaknu svjetlosne zrake koje ulaze u vlakno pod različitim upadnim kutovima definiraju se kao put ili način. Zbog različitog puta prijenosa svakog načina rada, brzina prijenosa (brzina grupe) također je različita, pa dolazi do vremenske razlike prijenosa signala između načina rada do terminala optičkih vlakana. Općenito, neke zrake svjetlosti proći će izravno kroz jezgru (aksijalni način rada), dok će se druge reflektirati naprijed-natrag između granica obloge / jezgre i širiti se duž cik-cak valovodu, kao što je prikazano u višemodnom vlaknu s indeksom koraka na donjoj slici. Činjenica je da kada se svjetlost prelomi, dolazi do intermodalne disperzije / disperzije načina. Postoji pozitivna korelacija između IMD-a i prijenosnog puta. To će reći, IMD uzrokovan načinom višeg reda (put je duži kad zraka ulazi pod većim kutom) veći je od uzrokovanog načinom nižeg reda (put je kraći kad zrak ulazi pod manjim kut).
Multimodno vlakno može istodobno primiti do 17 načina širenja svjetlosti, a njegova intermodusna disperzija mnogo je veća od one u modu vlakana. To je zato što jednosmjerno vlakno ima jedan način širenja, odnosno svjetlost se širi duž jezgre (aksijalni način rada), a da se ne odražava na granicu obloge, tako da nema interperzijske disperzije.
Međutim, situacija je drugačija ako se koristi višemodno vlakno s stupnjevanim indeksom. Iako se svjetlost također širi u različitim modovima, zbog neravnomjernog indeksa loma jezgre, put svjetlosti više nije ravna crta već krivulja, a brzina širenja svjetlosti također se mijenja. Stoga se disperzija među načinima može znatno smanjiti odabirom odgovarajuće raspodjele indeksa loma.
Kromatska disperzija
Kromatska disperzija odnosi se na pojavu širenja optičkog impulsa uzrokovanu različitim skupnim brzinama različitih komponenata valne duljine u optičkim vlaknima, uključujući disperziju materijala i disperziju valovoda.
Disperzija materijala uzrokovana je ovisnošću indeksa loma o valnoj duljini o materijalu jezgre, dok je disperzija valovoda ovisna o ovisnosti konstante širenja moda o parametrima vlakana (radijus jezgre, razlika indeksa loma između jezgre i obloge) i valnoj duljini signala. Na određenim frekvencijama, disperzija materijala i valovodna disperzija mogu se međusobno poništiti da bi se dobila valna duljina blizu nule kromatske disperzije.
Zapravo, kromatska disperzija nije uvijek nepovoljna. Svjetlost se širi različitim brzinama u različitim valnim duljinama ili materijalima, što rezultira širenjem ili kompresijom svjetlosnih impulsa u vlaknu, što omogućava prilagodbu profila indeksa loma za proizvodnju vlakana za različite svrhe. Primjer je vlakno G. 652.
Disperzija načina polarizacije
Disperzija načina polarizacije (PMD) odražava polarizacijsku ovisnost širenja svjetlosnog vala u optičkim vlaknima. Postoje dva načina polarizacije okomita jedan na drugi u stvarnom optičkom vlaknu. U idealnom slučaju, dva načina polarizacije trebala bi imati iste karakteristike širenja svjetlosnog vala, ali općenito govoreći, postoje male razlike u različitim načinima polarizacije. To je zbog promjene ili poremećaja temperature, tlaka i drugih čimbenika u procesu širenja, što rezultira različitom brzinom prijenosa dva načina polarizacije, što rezultira disperzijom načina kašnjenja i polarizacije.
Kako nadoknaditi disperziju?
Iako disperzija vlakana ne slabi signal, ona skraćuje udaljenost širenja signala unutar vlakna i uzrokuje izobličenje signala. Na primjer, optički impuls od 1 nanosekunde na odašiljaču proširit će se na 10 nanosekundi na prijemniku, što rezultira time da se signal ne može normalno primiti i dekodirati. Stoga je vrlo važno smanjiti disperziju vlakana ili nadoknaditi disperziju u DWDM-u i drugim prijenosnim sustavima na velike udaljenosti. Sljedeće će predstaviti tri najčešće korištene strategije i metode kompenzacije disperzije.
Vlakna za kompenzaciju disperzije
Korištenjem tehnologije vlakana za kompenzaciju disperzije (DCF), vlakna s negativnom disperzijom mogu se dodati konvencionalnim vlaknima. U usporedbi s vlaknima za kompenzaciju disperzije, vrijednost disperzije konvencionalnih vlakana je vrlo velika, a disperzija pozitivna, što čini raspodjelu svjetlosti u ovoj vrsti vlakana smanjenom ili čak nestajućom. Dodavanjem negativnog vlakna za kompenzaciju disperzije, ukupna disperzija cijele linije vlakana može biti približno nula, kako bi se postigla velika brzina, veliki kapacitet i komunikacija na velike udaljenosti. Postoje tri mehanizma kompenzacije u vlaknu za kompenzaciju disperzije, uključujući predkompenzaciju, naknadu poslije i simetričnu kompenzaciju. Vlakna s kompenzacijom disperzije široko se koriste u nadogradnji veze od 1310 nm vlakna, zbog čega rade na 1550 nm.
Rešetka od vlakana Bragg
Fibre Bragg rešetka (FBG) je vrsta reflektirajuće naprave sastavljene od vlakana koja može modulirati indeks loma jezgre na određenoj udaljenosti. U prijenosnom sustavu od 100 km učinak raspršivanja može se značajno smanjiti pomoću ovog uređaja. Kad snop prolazi kroz Bragg-ovu rešetku, valna duljina koja ispunjava uvjete modulacije odrazit će se, a ostatak valne duljine nastavit će prolaziti kroz Bragg-ovu rešetku duž vlakna. Korištenje Bragg-ove rešetke za kompenzaciju disperzije ima velike prednosti, jer se Bragg-ova rešetka od vlakana može integrirati s drugim pasivnim vlaknastim uređajima s malim gubicima u unosu i niskom cijenom. Uz to, Bragg-ova rešetka od vlakana može se koristiti ne samo kao filtar za kompenzaciju disperzije, već i kao senzor, stabilizator valne duljine lasera pumpe i filtar za multipleksiranje uskog pojasa s valnom duljinom za dodavanje / oduzimanje.
Elektronička kompenzacija raspršivanja
Elektronička kompenzacija disperzije (EDC) metoda je kompenzacije disperzije u optičkim komunikacijskim vezama korištenjem elektroničkog filtriranja (poznatog i kao izjednačavanje), odnosno filtriranja u komunikacijskom kanalu radi kompenzacije slabljenja signala uzrokovanog prijenosnim medijem. Elektronička kompenzacija disperzije obično se ostvaruje poprečnim filtrom, čiji je izlaz ponderirani zbroj niza ulaza kašnjenja. Može automatski prilagoditi težinu filtra prema karakteristikama primljenog signala, odnosno prilagodljivom. Elektronička kompenzacija disperzije može se koristiti u jednosmjernom sustavu vlakana i višemodnom sustavu vlakana. Osim toga, može se kombinirati s drugim funkcijama za 10Gbit / S IC prijemnika. Može značajno smanjiti cijenu odašiljača jednodomnog svjetlovodnog sustava, a također povećati udaljenost prijenosa višemodnog svjetlovodnog sustava s manjim gubitkom troškova prijemnika.
Kvaliteta proizvoda tvrtke HTF&# 39 je zajamčena, a dodaci su uvezeni.
Kontakt: support@htfuture.com
Skype: prodaja5_ 1909 ， WeChat: 16635025029
