Wat is vezeldispersie?
Verschillende frequentiecomponenten of verschillende moduscomponenten van het optische signaal (puls) verzonden in optische vezels planten zich voort met verschillende snelheden, en signaalvervorming (pulsverbreding) zal onvermijdelijk optreden na het bereiken van een bepaalde afstand. Dit fenomeen wordt dispersie of dispersie van optische vezels genoemd. Het optische signaal dat door optische vezels wordt verzonden, heeft een bepaalde spectrumbreedte, dat wil zeggen dat het optische signaal veel verschillende frequentiecomponenten heeft. Tegelijkertijd kan in de multimode-vezel het optische signaal zijn samengesteld uit verschillende modi, dat wil zeggen dat elke frequentiecomponent ook kan zijn samengesteld uit verschillende moduscomponenten.
Optische vezeldispersie verwijst naar de signaalvervorming die wordt veroorzaakt door verschillende frequentiecomponenten en verschillende moduscomponenten met verschillende transmissiesnelheden. In een digitaal communicatiesysteem met optische vezels verbreedt dispersie de optische puls. Wanneer de spreiding ernstig is, zullen de optische pulsen elkaar overlappen, wat intersymboolinterferentie veroorzaakt en de bitfoutfrequentie verhoogt. Daarom heeft de spreiding van optische vezels niet alleen invloed op de transmissiecapaciteit van optische vezels, maar beperkt ook de relaisafstand van het communicatiesysteem met optische vezels.
Wanneer het licht zich voortplant in de optische vezel, omdat de frequentie niet een enkele frequentie is, is de werkmodus geen enkele werkmodus, dus de voortplantingssnelheid is iets anders, wat dispersie wordt genoemd. Als de gemoduleerde golf een digitale puls is, wordt de breedte van het gedemoduleerde signaal vergroot, wat een bitfout veroorzaakt en de verbetering van de transmissiesnelheid beperkt. Wanneer de modulatiegolfvorm een analoog signaal is, neemt het niveau na detectie af naarmate de signaalfrequentie toeneemt, wat niet-lineaire vervorming vertoont en de harmonische component van de grondgolf toeneemt. De transmissie van het CATV-signaal in een glasvezelnetwerk veroorzaakt de verslechtering van CSO- en CTB-indexen. Deze verschijnselen worden de dispersiekarakteristieken van optische vezels genoemd, en de dispersiekarakteristieken van de laatste worden ook bandbreedtekarakteristieken (of frequentiekarakteristieken) genoemd.
Vezeldispersie toont een voortplantingstoestand van het ingangssignaal in de vezel, wat verwijst naar de signaalvervorming die wordt veroorzaakt door verschillende frequentiecomponenten of verschillende moduscomponenten van het optische signaal dat zich met verschillende snelheden voortplant. Het omvat voornamelijk intermodale dispersie, chromatische dispersie en dispersie in polarisatiemodus.
Intermodale verspreiding
Intermodale dispersie is een soort signaalvervormingsmechanisme in multimode-vezels en andere golfgeleiders. In de multimode-vezel worden de lichtstralen die de vezel binnenkomen onder verschillende invalshoeken gedefinieerd als een pad of een modus. Vanwege het verschillende transmissiepad van elke modus, is de transmissiesnelheid (groepssnelheid) ook anders, dus het tijdsverschil van signaaloverdracht tussen modi naar de optische vezelterminal treedt op. Over het algemeen zullen sommige lichtstralen direct door de kern gaan (axiale modus), terwijl andere heen en weer reflecteren tussen de bekleding / kerngrenzen en zich voortplanten langs de zigzaggolfgeleider, zoals weergegeven in de multimode-vezel met stapindex in de onderstaande afbeelding. Het feit is dat zodra het licht wordt gebroken, er intermodale dispersie / modusverspreiding optreedt. Er is een positieve correlatie tussen de IMD en het transmissiepad. Dat wil zeggen, de IMD veroorzaakt door de hogere orde modus (het pad is langer wanneer de straal onder een grotere hoek binnenkomt) is hoger dan die veroorzaakt door de lagere orde modus (het pad is korter wanneer de straal binnenkomt met een kleinere hoek). hoek).
Multimode-vezel is geschikt voor maximaal 17 lichtvoortplantingsmodi tegelijk, en de inter-mode-dispersie is veel hoger dan die van single-mode-vezel. Dit komt doordat de single-mode-vezel een enkele voortplantingsmodus heeft, dat wil zeggen dat het licht zich voortplant langs de kern (axiale modus) zonder te reflecteren naar de mantelgrens, dus er is geen inter-mode-dispersie.
De situatie is echter anders als multimode-vezel met gradiëntindex wordt gebruikt. Hoewel het licht zich ook in verschillende modi voortplant, is door de ongelijke brekingsindex van de kern het lichtpad niet langer een rechte lijn maar een curve en verandert ook de voortplantingssnelheid van het licht. Daarom kan de intermodale dispersie aanzienlijk worden verminderd door de juiste brekingsindexverdeling te selecteren.
Chromatische dispersie
Chromatische dispersie verwijst naar het fenomeen van optische pulsverbreding veroorzaakt door verschillende groepssnelheden van verschillende golflengtecomponenten in optische vezels, inclusief materiaaldispersie en golfgeleiderdispersie.
Materiaaldispersie wordt veroorzaakt door de golflengte-afhankelijkheid van brekingsindex op kernmateriaal, terwijl golfgeleiderdispersie wordt veroorzaakt door de afhankelijkheid van modusvoortplantingsconstante op vezelparameters (kernradius, brekingsindexverschil tussen kern en bekleding) en signaalgolflengte. Bij bepaalde frequenties kunnen de materiaaldispersie en de golfgeleiderdispersie elkaar opheffen om een golflengte te verkrijgen die bijna nul chromatische dispersie is.
In feite is chromatische dispersie niet altijd ongunstig. Licht plant zich voort met verschillende snelheden in verschillende golflengten of materialen, wat resulteert in de verbreding of compressie van lichtpulsen in de vezel, wat het mogelijk maakt om het brekingsindexprofiel aan te passen om vezels voor verschillende doeleinden te produceren. G. 652-vezel is een voorbeeld.
Dispersie in polarisatiemodus
Polarisatiemodusdispersie (PMD) weerspiegelt de polarisatieafhankelijkheid van de voortplanting van lichtgolven in optische vezels. Er zijn twee polarisatiemodi loodrecht op elkaar in de eigenlijke optische vezel. Idealiter zouden de twee polarisatiemodi dezelfde voortplantingskarakteristieken van lichtgolven moeten hebben, maar over het algemeen zijn er kleine verschillen in verschillende polarisatiemodi. Dit komt door de verandering of verstoring van temperatuur, druk en andere factoren in het voortplantingsproces, resulterend in verschillende transmissiesnelheden van de twee polarisatiemodi, resulterend in vertraging en dispersie in polarisatiemodus.
Hoe dispersie te compenseren?
Hoewel vezeldispersie het signaal niet verzwakt, verkort het de voortplantingsafstand van het signaal binnen de vezel en veroorzaakt het signaalvervorming. De optische puls van 1 nanoseconde bij de zender wordt bijvoorbeeld verbreed tot 10 nanoseconden bij de ontvanger, waardoor het signaal niet normaal kan worden ontvangen en gedecodeerd. Daarom is het erg belangrijk om de vezeldispersie te verminderen of de verspreiding in DWDM en andere transmissiesystemen over lange afstanden te compenseren. Hieronder worden drie veelgebruikte strategieën en methoden voor dispersiecompensatie geïntroduceerd.
Dispersiecompensatie vezel
Door gebruik te maken van Dispersion Compension Fiber (DCF) -technologie, kan negatieve dispersievezel worden toegevoegd aan conventionele vezels. Vergeleken met de dispersiecompensatievezel is de spreidingswaarde van conventionele vezels erg groot en de spreiding positief, waardoor de lichtverdeling in dit soort vezels afneemt of zelfs verdwijnt. Door er een negatieve dispersiecompensatievezel aan toe te voegen, kan de totale spreiding van de hele vezellijn ongeveer nul zijn, om een hoge snelheid, grote capaciteit en langeafstandscommunicatie te bereiken. Er zijn drie compensatiemechanismen in dispersiecompenserende vezels, waaronder pre-compensatie, post-compensatie en symmetrische compensatie. Dispersie-gecompenseerde vezel wordt veel gebruikt bij het upgraden van 1310 nm-glasvezelverbindingen, waardoor deze werkt op 1550 nm.
Fiber Bragg-raspen
Fiber Bragg-rooster (FBG) is een soort reflecterend apparaat dat is samengesteld uit vezels, die de kernbrekingsindex binnen een bepaalde afstand kunnen moduleren. In het transmissiesysteem van 100 km kan het dispersie-effect aanzienlijk worden verminderd door dit apparaat te gebruiken. Wanneer de straal door het Bragg-vezelrooster gaat, zal de golflengte die voldoet aan de modulatiecondities reflecteren, en de rest van de golflengte zal door het Bragg-vezelrooster langs de vezel blijven gaan. Het gebruik van Bragg-vezelrooster voor dispersiecompensatie heeft grote voordelen, omdat Bragg-vezelrooster kan worden geïntegreerd met andere passieve vezelapparaten met een laag invoegverlies en lage kosten. Bovendien kan Bragg-vezelrooster niet alleen worden gebruikt als dispersiecompensatiefilter, maar ook als sensor, golflengtestabilisator van pomplaser en smalbandige golflengteverdeling-multiplexing toevoegen / aftrekken filter.
Elektronische dispersiecompensatie
Elektronische dispersiecompensatie (EDC) is een methode voor dispersiecompensatie in optische communicatieverbindingen door gebruik te maken van elektronische filtering (ook bekend als egalisatie), dat wil zeggen filteren in het communicatiekanaal om de signaalverzwakking veroorzaakt door het transmissiemedium te compenseren. Elektronische dispersiecompensatie wordt meestal gerealiseerd door een transversaal filter, waarvan de uitvoer de gewogen som is van een reeks vertragingsingangen. Het kan het filtergewicht automatisch aanpassen aan de kenmerken van het ontvangen signaal, dat wil zeggen adaptief. Elektronische dispersiecompensatie kan worden gebruikt in een single-mode vezelsysteem en een multi-mode vezelsysteem. Bovendien kan het worden gecombineerd met andere functies voor 10Gbit / S ontvanger-IC. Het kan de zenderkosten van een single-mode vezelsysteem aanzienlijk verlagen en ook de transmissieafstand van een multi-mode vezelsysteem vergroten met minder verlies van ontvangerkosten.
De kwaliteit van de producten van HTF' is gegarandeerd en de accessoires worden geïmporteerd.
Contact: support@htfuture.com
Skype: sales5_ 1909, WeChat: 16635025029
