Hva er fiberdispersjon?
Ulike frekvenskomponenter eller forskjellige moduskomponenter av optisk signal (puls) overført i optisk fiber forplanter seg ved forskjellige hastigheter, og signalforvrengning (pulsutvidelse) vil uunngåelig oppstå etter å ha nådd en viss avstand. Dette fenomenet kalles dispersjon eller dispersjon av optisk fiber. Det optiske signalet som overføres i optisk fiber har en viss spektrumbredde, det vil si at det optiske signalet har mange forskjellige frekvenskomponenter. Samtidig kan det optiske signalet i multimodefiberen være sammensatt av flere modi, det vil si at hver frekvenskomponent også kan være sammensatt av flere moduskomponenter.
Optisk fiberdispersjon refererer til signalforvrengning forårsaket av forskjellige frekvenskomponenter og forskjellige moduskomponenter med forskjellig overføringshastighet. I digitalt optisk fiberkommunikasjonssystem utvider dispersjonen den optiske pulsen. Når spredningen er alvorlig, vil de optiske pulser overlappe hverandre, forårsake intersymbolinterferens og øke bitfeilraten. Derfor påvirker spredning av optisk fiber ikke bare overføringskapasiteten til optisk fiber, men begrenser også reléavstanden til optisk fiberkommunikasjonssystem.
Når lyset forplantes i den optiske fiberen, fordi frekvensen ikke er en enkelt frekvens, er arbeidsmodus ikke en enkelt arbeidsmodus, så forplantningshastigheten er litt annerledes, som kalles spredning. Hvis den modulerte bølgen er en digital puls, vil bredden på det demodulerte signalet utvides, noe som vil forårsake bitfeil og begrense forbedringen av overføringshastigheten. Når modulasjonsbølgeformen er et analogt signal, reduseres nivået etter deteksjon med økningen av signalfrekvensen, som viser ikke-lineær forvrengning og øker den harmoniske komponenten i grunnbølgen. Overføring av CATV-signal i optisk fibernettverk forårsaker forverring av CSO- og CTB-indekser. Disse fenomenene kalles dispersjonsegenskaper for optisk fiber, og dispergeringsegenskapene til sistnevnte kalles også båndbreddekarakteristikker (eller frekvensegenskaper).
Fiberdispersjon viser en forplantningstilstand for inngangssignalet i fiberen, som refererer til signalforvrengning forårsaket av forskjellige frekvenskomponenter eller forskjellige moduskomponenter i det optiske signalet som forplantes med forskjellige hastigheter. Det inkluderer hovedsakelig intermodal dispersjon, kromatisk dispersjon og polarisasjonsmodus dispersjon.
Intermodal spredning
Intermodal spredning er en slags signalforvrengningsmekanisme i multimodefibre og andre bølgeledere. I multimodefiberen defineres lysstrålene som kommer inn i fiberen ved forskjellige innfallsvinkler som en bane eller en modus. På grunn av den forskjellige overføringsbanen til hver modus, er overføringshastigheten (gruppehastighet) også forskjellig, så tidsforskjellen for signaloverføring mellom modusene til den optiske fiberterminalen oppstår. Generelt vil noen lysstråler passere direkte gjennom kjernen (aksial modus), mens andre vil reflektere frem og tilbake mellom klednings- / kjernegrensene og forplante seg langs sikksakkbølgelederen, som vist i trinnindeks multimodefiber i figuren nedenfor. Faktum er at når lyset er brutt, oppstår intermodal spredning / modus-spredning. Det er en positiv sammenheng mellom IMD og overføringsveien. Det vil si at IMD forårsaket av høyere ordensmodus (banen er lengre når strålen kommer inn i større vinkel) er høyere enn den som skyldes lavere ordensmodus (banen er kortere når strålen kommer inn i en mindre vinkel).
Multimode fiber har plass til opptil 17 moduser for lysutbredelse samtidig, og dens intermodus-spredning er mye høyere enn for enkeltmodusfiber. Dette er fordi enkeltmodusfiberen har en enkelt formeringsmodus, det vil si at lyset forplanter seg langs kjernen (aksialmodus) uten å reflektere til kledningsgrensen, så det er ingen intermodus-spredning.
Situasjonen er imidlertid en annen hvis gradert indeks multimode fiber brukes. Selv om lyset også forplanter seg i forskjellige moduser, på grunn av den ujevne brytningsindeksen til kjernen, er ikke lysbanen lenger en rett linje, men en kurve, og lysets forplantningshastighet endres også. Derfor kan intermodus-spredning reduseres kraftig ved å velge passende brytningsindeksfordeling.
Kromatisk spredning
Kromatisk dispersjon refererer til fenomenet optisk pulsutvidelse forårsaket av forskjellige gruppehastigheter av forskjellige bølgelengdekomponenter i optisk fiber, inkludert materialdispersjon og bølgelederdispersjon.
Materiell spredning er forårsaket av bølgelengdeavhengighet av brytningsindeks på kjernemateriale, mens bølgelederdispersjon er forårsaket av avhengighet av modusutbredelseskonstant på fiberparametere (kjerneradius, brytningsindeksdifferanse mellom kjerne og kledning) og signalbølgelengde. Ved visse frekvenser kan materialdispersjonen og bølgelederdispersjonen avbryte hverandre for å oppnå en bølgelengde nær null kromatisk dispersjon.
Faktisk er kromatisk dispersjon ikke alltid ugunstig. Lys forplantes med forskjellige hastigheter i forskjellige bølgelengder eller materialer, noe som resulterer i utvidelse eller kompresjon av lysimpulser i fiberen, noe som gjør det mulig å tilpasse brytningsindeksprofilen for å produsere fibre for forskjellige formål. G. 652 fiber er et eksempel.
Polarisasjonsmodus spredning
Polarisasjonsmodusdispersjon (PMD) gjenspeiler polarisasjonsavhengigheten av lysbølgeutbredelse i optisk fiber. Det er to polarisasjonsmodi vinkelrett på hverandre i den faktiske optiske fiberen. Ideelt sett burde de to polarisasjonsmodusene ha de samme lysbølgeutbredelsesegenskapene, men generelt er det små forskjeller i forskjellige polarisasjonsmodi. Dette skyldes endring eller forstyrrelse av temperatur, trykk og andre faktorer i forplantningsprosessen, noe som resulterer i forskjellig overføringshastighet for de to polarisasjonsmodusene, noe som resulterer i forsinkelse og spredning av polarisasjonsmodus.
Hvordan kompensere spredning?
Selv om fiberdispersjon ikke svekker signalet, forkorter det forplantningsavstanden til signalet inne i fiberen og forårsaker signalforvrengning. For eksempel vil den 1 nanosekundens optiske puls ved senderen utvides til 10 nanosekunder på mottakeren, noe som resulterer i at signalet ikke kan mottas og dekodes normalt. Derfor er det veldig viktig å redusere fiberdispersjon eller kompensere dispersjon i DWDM og andre langdistanseoverføringssystemer. Følgende vil introdusere tre ofte brukte spredningskompensasjonsstrategier og -metoder.
Spredningskompensasjonsfiber
Ved å bruke dispersjonskompensasjon fiber (DCF) -teknologi kan negativ dispersjonsfiber tilsettes konvensjonell fiber. Sammenlignet med dispersjonskompensasjonsfiberen er dispersjonsverdien til konvensjonell fiber veldig stor, og dispersjonen er positiv, noe som gjør at lysfordelingen i denne typen fiber reduserer eller til og med forsvinner. Ved å tilsette en negativ dispersjonskompensasjonsfiber til den, kan den totale spredningen av hele fiberlinjen være omtrent null for å oppnå høy hastighet, stor kapasitet og langdistansekommunikasjon. Det er tre kompensasjonsmekanismer i spredningskompensasjonsfiber, inkludert pre kompensasjon, post kompensasjon og symmetrisk kompensasjon. Dispersjonskompensert fiber er mye brukt i oppgraderingen av 1310 nm fiberkobling, noe som gjør at den kjører ved 1550 nm.
Fiber Bragg gitter
Fiber Bragg-gitter (FBG) er en slags reflekterende enhet som består av fiber, som kan modulere kjerneens brytningsindeks innen en viss avstand. I overføringssystemet på 100 km kan spredningseffekten reduseres betydelig ved å bruke denne enheten. Når strålen passerer gjennom fiber-Bragg-gitteret, vil bølgelengden som oppfyller modulasjonsbetingelsene reflektere, og resten av bølgelengden vil fortsette å passere gjennom fiber-Bragg-gitteret langs fiberen. Bruke fiber Bragg gitter for dispersjonskompensasjon har store fordeler, fordi fiber Bragg gitter kan integreres med andre passive fiberenheter med lavt innføringstap og lave kostnader. I tillegg kan fiber Bragg-gitter ikke bare brukes som dispersjonskompensasjonsfilter, men også som sensor, bølgelengdestabilisator av pumpelaser og smalbånds bølgelengdedeling multiplexing add / subtract filter.
Elektronisk spredningskompensasjon
Elektronisk spredningskompensasjon (EDC) er en metode for spredningskompensasjon i optiske kommunikasjonskoblinger ved bruk av elektronisk filtrering (også kjent som utjevning), det vil si filtrering i kommunikasjonskanalen for å kompensere signaldempingen forårsaket av overføringsmediet. Elektronisk spredningskompensasjon realiseres vanligvis med tverrfilter, hvis utgang er den vektede summen av en serie forsinkelsesinnganger. Det kan automatisk justere filtervekten i henhold til egenskapene til det mottatte signalet, det vil si adaptivt. Elektronisk spredningskompensasjon kan brukes i single-mode fiber system og multi-mode fiber system. I tillegg kan den kombineres med andre funksjoner for 10Gbit / S mottaker IC. Det kan redusere senderkostnadene for enkeltmodusfibersystem betydelig, og også øke overføringsavstanden til multimodusfibersystem med mindre tap av mottaker.
HTF' s kvalitet er garantert, og tilbehør importeres.
Kontakt: support@htfuture.com
Skype: salg5_ 1909 ， WeChat ： 16635025029
