Модальная дисперсия - Modal dispersion

Модальная дисперсия это механизм искажения, возникающий в многомодовые волокна и другие волноводы, в котором сигнал растянут во времени из-за распространение скорость оптического сигнала не одинаков для всех режимы. Другие названия этого явления включают: многомодовое искажение, многомодовая дисперсия, модальное искажение, интермодальное искажение, интермодальная дисперсия, и искажение интермодальной задержки.[1][2]

в лучевая оптика аналогия, модальная дисперсия в оптическое волокно со ступенчатым показателем преломления можно сравнить с многолучевое распространение из радиосигнал. Лучи света входят в волокно под разными углами к ось волокна, вплоть до волокна угол приема. Лучи, входящие под меньшим углом, проходят более прямым путем и приходят раньше, чем лучи, входящие под более крутым углом (что отражать намного больше, чем границы сердцевины, когда они проходят по длине волокна). Поступление разных составляющих сигнала в разное время искажает форму.[3]

Модальная дисперсия ограничивает пропускная способность многомодовых волокон. Например, типичное волокно со ступенчатым показателем преломления 50мкм ядро будет ограничено примерно 20 МГц на один километр длины, другими словами, шириной полосы 20 МГц · км. Модальная дисперсия может быть значительно уменьшена, но никогда полностью не устранена, за счет использования сердечника, имеющего градиентный показатель преломления профиль. Однако многомодовые волокна с градиентным коэффициентом преломления, имеющие ширину полосы пропускания, превышающую 3,5 ГГц · км на длине волны 850 нм, в настоящее время обычно производятся для использования в каналах передачи данных 10 Гбит / с.

Модальную дисперсию не следует путать с хроматическая дисперсия искажение, возникающее из-за разницы в скорости распространения световых волн разной длины. Модальное рассеяние происходит даже при использовании идеального монохроматического источника света.

Частным случаем модальной дисперсии является поляризационная модовая дисперсия (PMD), явление дисперсии волокна, обычно связанное с одномодовыми волокнами. PMD возникает, когда две моды, которые обычно движутся с одинаковой скоростью из-за геометрической формы сердцевины волокна и симметрии напряжений (например, две ортогональные поляризации в волноводе круглого или квадратного сечения), перемещаются с разными скоростями из-за случайных дефектов, которые нарушают симметрия.

Поиск проблемы

В многомодовом оптическом волокне со многими распространяющимися длинами волн иногда бывает трудно идентифицировать рассредоточенную длину волны среди всех имеющихся длин волн, если еще не существует проблемы ухудшения качества обслуживания. Можно сравнить текущую оптическую мощность каждой длины волны с расчетными значениями и искать различия. После этого оптическое волокно тестируется встык. Если потери не обнаружены, то, скорее всего, имеется дисперсия с этой конкретной длиной волны. Обычно инженеры начинают тестировать волокно секцию за секцией, пока не достигнут затронутой секции; все длины волн проверяются, и затронутая длина волны вызывает потери на дальнем конце волокна. Можно легко подсчитать, какая часть волокна затронута, и заменить эту часть волокна новой. Замена оптического волокна требуется только в случае сильного рассеивания и нарушения обслуживания; в противном случае можно использовать различные методы для компенсации дисперсии.

Рекомендации

  1. ^ «Многомодовое искажение». Федеральный стандарт 1037C. 7 августа 1996 г.
  2. ^ «Многомодовое искажение». Глоссарий ATIS Telecom. Получено 29 июня, 2014.
  3. ^ Мичке, Федор (2009). Волоконная оптика: физика и технологии. Springer. п. 20. ISBN  978-3-642-03702-3.

внешняя ссылка