Què és la dispersió de fibra?
Diferents components de freqüència o components de mode diferent del senyal òptic (pols) transmès en fibra òptica es propaguen a diferents velocitats i la distorsió del senyal (eixamplament del pols) es produirà inevitablement després d’assolir una distància determinada. Aquest fenomen s’anomena dispersió o dispersió de fibra òptica. El senyal òptic transmès en fibra òptica té una amplada d’espectre determinada, és a dir, el senyal òptic té molts components de freqüència diferents. Al mateix temps, a la fibra multimode, el senyal òptic pot estar compost per diversos modes, és a dir, cada component de freqüència també pot estar compost per diversos components de mode.
La dispersió de fibra òptica es refereix a la distorsió del senyal causada per components de freqüència diferents i components de mode diferents amb velocitat de transmissió diferent. En el sistema de comunicació de fibra òptica digital, la dispersió amplia el pols òptic. Quan la dispersió és greu, els polsos òptics es superposaran, provocant interferències entre símbols i augmentant la taxa d'error de bits. Per tant, la dispersió de fibra òptica no només afecta la capacitat de transmissió de la fibra òptica, sinó que també limita la distància de relé del sistema de comunicació de fibra òptica.
Quan la llum es propaga a la fibra òptica, perquè la seva freqüència no és una única freqüència, el mode de treball no és un mode de treball únic, de manera que la velocitat de propagació és lleugerament diferent, cosa que s’anomena dispersió. Si l'ona modulada és un pols digital, l'amplada del senyal demodulat s'ampliarà, cosa que provocarà un error de bits i restringirà la millora de la velocitat de transmissió. Quan la forma d'ona de modulació és un senyal analògic, el nivell després de la detecció disminueix amb l'augment de la freqüència del senyal, que mostra una distorsió no lineal i augmenta el component harmònic de l'ona fonamental. La transmissió del senyal CATV a la xarxa de fibra òptica provoca el deteriorament dels índexs CSO i CTB. Aquests fenòmens s’anomenen característiques de dispersió de la fibra òptica i les característiques de dispersió d’aquesta última també s’anomenen característiques d’amplada de banda (o característiques de freqüència).
La dispersió de fibra mostra un estat de propagació del senyal d’entrada a la fibra, que fa referència a la distorsió del senyal causada per diferents components de freqüència o components de mode diferent del senyal òptic que es propaguen a diferents velocitats. Inclou principalment la dispersió intermodal, la dispersió cromàtica i la dispersió en mode de polarització.
Dispersió intermodal
La dispersió intermodal és un tipus de mecanisme de distorsió del senyal en fibres multimode i altres guies d'ona. A la fibra multimode, els rajos de llum que entren a la fibra en diferents angles incidents es defineixen com un camí o un mode. A causa del diferent camí de transmissió de cada mode, la velocitat de transmissió (velocitat de grup) també és diferent, de manera que es produeix la diferència horària de transmissió de senyal entre modes al terminal de fibra òptica. En general, alguns raigs de llum passaran directament pel nucli (mode axial), mentre que altres es reflectiran entre els límits de revestiment / nucli i es propagaran al llarg de la guia d’ones en ziga-zaga, tal com es mostra a la fibra multimode de l’índex de pas de la figura següent. El fet és que una vegada que la llum es refracta, es produeix una dispersió intermodal / dispersió en mode. Hi ha una correlació positiva entre l’IMD i el camí de transmissió. És a dir, la IMD causada pel mode d’ordre superior (el recorregut és més llarg quan el raig entra amb un angle més gran) és superior a la causada pel mode d’ordre inferior (el recorregut és més curt quan el raig entra a un menor angle).
La fibra multimode pot allotjar fins a 17 modes de propagació de la llum al mateix temps, i la seva dispersió entre modes és molt superior a la de la fibra monomode. Això es deu al fet que la fibra de mode únic té un mode de propagació únic, és a dir, la llum es propaga al llarg del nucli (mode axial) sense reflectir-se al límit de revestiment, de manera que no hi ha dispersió entre modes.
Tanmateix, la situació és diferent si s’utilitza fibra multimode d’índex classificat. Tot i que la llum també es propaga en diferents modes, a causa de l’índex de refracció desigual del nucli, el camí de la llum ja no és una línia recta sinó una corba, i la velocitat de propagació de la llum també canvia. Per tant, la dispersió entre modes es pot reduir considerablement seleccionant la distribució de l’índex de refracció adequada.
Dispersió cromàtica
La dispersió cromàtica es refereix al fenomen de l'ampliació del pols òptic causat per diferents velocitats de grup de diferents components de longitud d'ona de la fibra òptica, inclosa la dispersió de materials i la dispersió de guies d'ones.
La dispersió del material és causada per la dependència de la longitud d’ona de l’índex de refracció sobre el material del nucli, mentre que la dispersió de la guia d’ones és causada per la dependència de la constant de propagació del mode dels paràmetres de la fibra (radi del nucli, diferència de l’índex de refracció entre nucli i revestiment) i la longitud d’ona del senyal. A certes freqüències, la dispersió del material i la dispersió de la guia d'ones es poden cancel·lar mútuament per obtenir una longitud d'ona propera a la dispersió cromàtica zero.
De fet, la dispersió cromàtica no sempre és desfavorable. La llum es propaga a diferents velocitats en diferents longituds d’ona o materials, donant lloc a l’ampliació o compressió de polsos de llum a la fibra, cosa que permet personalitzar el perfil de l’índex de refracció per produir fibres amb diferents propòsits. La fibra G. 652 n’és un exemple.
Dispersió en mode de polarització
La dispersió en mode de polarització (PMD) reflecteix la dependència de la polarització de la propagació de l'ona de llum en fibra òptica. Hi ha dos modes de polarització perpendiculars entre si a la fibra òptica real. L’ideal seria que els dos modes de polarització tinguessin les mateixes característiques de propagació de les ones de llum, però, en general, hi ha lleugeres diferències en els diferents modes de polarització. Això es deu al canvi o pertorbació de la temperatura, la pressió i altres factors en el procés de propagació, el que resulta en una velocitat de transmissió diferent dels dos modes de polarització, cosa que provoca una dispersió del mode de retard i polarització.
Com compensar la dispersió?
Tot i que la dispersió de la fibra no debilita el senyal, escurça la distància de propagació del senyal dins de la fibra i provoca la distorsió del senyal. Per exemple, el pols òptic d'1 nanosegon del transmissor s'ampliarà a 10 nanosegons al receptor, de manera que el senyal no es podrà rebre i descodificar normalment. Per tant, és molt important reduir la dispersió de fibra o compensar la dispersió en DWDM i altres sistemes de transmissió de llarga distància. A continuació s’introduiran tres estratègies i mètodes de compensació de dispersió d’ús habitual.
Fibra de compensació de la dispersió
Mitjançant la tecnologia de fibra de compensació de dispersió (DCF), es pot afegir fibra de dispersió negativa a la fibra convencional. En comparació amb la fibra de compensació de la dispersió, el valor de dispersió de la fibra convencional és molt gran i la dispersió és positiva, cosa que fa que la distribució de la llum en aquest tipus de fibra es redueixi o fins i tot desaparegui. Afegint-hi una fibra de compensació de dispersió negativa, la dispersió total de tota la línia de fibra pot ser aproximadament zero, de manera que s’aconsegueixi una comunicació d’alta velocitat, gran capacitat i llarga distància. Hi ha tres mecanismes de compensació en la fibra de compensació de dispersió, incloses la compensació prèvia, la compensació posterior i la compensació simètrica. La fibra compensada per dispersió s’utilitza àmpliament en la millora de l’enllaç de fibra de 1310 nm, cosa que la fa funcionar a 1550 nm.
Reixa de fibra Bragg
La reixa de fibra Bragg (FBG) és un tipus de dispositiu reflectant compost de fibra, que pot modular l’índex de refracció del nucli a una distància determinada. En el sistema de transmissió de 100 km, l’efecte de dispersió es pot reduir significativament mitjançant l’ús d’aquest dispositiu. Quan el feix passa a través de la xarxa de fibra Bragg, la longitud d'ona que compleixi les condicions de modulació es reflectirà i la resta de la longitud d'ona continuarà passant a través de la xarxa de fibra Bragg al llarg de la fibra. L’ús de la reixa Bragg de fibra per compensar la dispersió té grans avantatges, perquè la reixa Bragg de fibra es pot integrar amb altres dispositius de fibra passiva amb pèrdues d’inserció baixes i baix cost. A més, la reixa Bragg de fibra es pot utilitzar no només com a filtre de compensació de la dispersió, sinó també com a sensor, estabilitzador de longitud d’ona del làser de la bomba i filtre de suma / resta de multiplexació de divisió de longitud d’ona de banda estreta.
Compensació electrònica de la dispersió
La compensació electrònica de la dispersió (EDC) és un mètode de compensació de la dispersió en enllaços de comunicació òptica mitjançant un filtratge electrònic (també conegut com a igualació), és a dir, filtrat al canal de comunicació per compensar l’atenuació del senyal causada pel mitjà de transmissió. La compensació electrònica de la dispersió es realitza generalment mitjançant un filtre transversal, la sortida del qual és la suma ponderada d'una sèrie d'entrades de retard. Pot ajustar automàticament el pes del filtre segons les característiques del senyal rebut, és a dir, adaptatiu. La compensació electrònica de la dispersió es pot utilitzar en sistemes de fibra monomode i multimode. A més, es pot combinar amb altres funcions per a un receptor IC de 10 Gbit / S. Pot reduir significativament el cost del transmissor del sistema de fibra monomode i també augmentar la distància de transmissió del sistema de fibra multimode amb menys pèrdues de cost del receptor.
La qualitat dels productes HTF&# està garantida i s’importen els accessoris.
Contacte: support@htfuture.com
Skype: sales5_ 1909 ， WeChat ： 16635025029
