Что такое дисперсия волокна? Как компенсировать дисперсию?

Дисперсия волокна показывает состояние распространения входного сигнала в волокне. Это относится к искажению сигнала, вызванному распространением различных частотных компонентов или компонентов разных режимов оптического сигнала с разными скоростями. В основном это включает три случая: межмодовая дисперсия, хроматическая дисперсия и поляризационная модовая дисперсия.

Межмодовая дисперсия — это механизм искажения сигнала, возникающий в многомодовых волокнах и других волноводах. скорость передачи (т. е. групповая скорость) также различается, поэтому существует разница во времени между режимами передачи сигнала для достижения оптоволоконного терминала. и далее между границами оболочки/сердцевины и перемещаться зигзагообразно вдоль волновода, как показано в многомодовом волокне со ступенчатым показателем преломления ниже. Дело в том, что как только свет преломляется, возникает межмодовая/модовая дисперсия. Среди них межмодовая дисперсия положительно коррелирует с путем передачи, то есть межмодовая дисперсия, вызванная модой высокого порядка (луч входит под большим углом на большее расстояние), выше, чем дисперсия, вызванная низким -порядковый режим (луч входит под меньшим углом на меньшее расстояние).

Многомодовое волокно может принимать до 17 мод распространения лучей одновременно, а его межмодовая дисперсия намного выше, чем у одномодового волокна. Это связано с тем, что одномодовое волокно имеет одну моду распространения, т.е. мода) без отражения от границы оболочки, поэтому межмодовая дисперсия не возникает. Однако, если используется многомодовое волокно с плавным изменением показателя показателя преломления, ситуация иная. путь световых лучей представляет собой не прямую линию, а кривую, меняется и скорость распространения световых лучей. Следовательно, межмодовую дисперсию можно значительно уменьшить, выбрав соответствующее распределение показателя преломления.

Дисперсия материала обусловлена ​​зависимостью показателя преломления от длины волны материала сердцевины, а дисперсия волновода обусловлена ​​зависимостью постоянной распространения моды от параметров волокна (радиуса сердцевины, разности показателей преломления между сердцевиной и оболочка) и длина волны сигнала. На определенных частотах дисперсия материала и дисперсия волновода могут компенсировать друг друга, так что получается длина волны, близкая к 0 дисперсии цветности. Фактически, дисперсия цветности не всегда вредна. Свет распространяется на разных скоростях в разных длинах волн или материалах, что приводит к расширению или сжатию световых импульсов в волокне, что позволяет настраивать профили показателя преломления для производства волокон для различных целей. Оптическое волокно G.652 является одним из примеров.

Дисперсия поляризационных мод (PMD) отражает поляризационную зависимость характеристик распространения световых волн в оптических волокнах. В реальных оптических волокнах существуют две моды поляризации, которые перпендикулярны друг другу. В идеале две моды поляризации должны иметь одинаковые характеристики распространения волны, но в целом между разными модами поляризации существуют тонкие различия. Это связано с изменением или возмущением температуры, давления и других факторов в процессе распространения, что приводит к различным скорости передачи двух режимов поляризации, что приводит к временной задержке и дисперсии мод поляризации.