Mis on kiudispersioon?
Kiudoptiliselt edastatud optilise signaali (impulsi) erinevad sageduskomponendid või eri režiimikomponendid levivad erineva kiirusega ja pärast teatud kauguse saavutamist ilmnevad paratamatult signaali moonutused (impulsi laienemine). Seda nähtust nimetatakse optilise kiu dispersiooniks või dispersiooniks. Kiudoptiliselt edastatud optilisel signaalil on teatud spektri laius, see tähendab, et optilisel signaalil on palju erinevaid sageduskomponente. Samal ajal võib mitmemoodilises kius optiline signaal koosneda mitmest režiimist, see tähendab, et iga sageduskomponent võib koosneda ka mitmest režiimikomponendist.
Kiudoptiline dispersioon viitab signaali moonutamisele, mille põhjustavad erinevad sageduskomponendid ja erineva ülekandekiirusega eri moodi komponendid. Digitaalses optilise kiu sidesüsteemis laiendab dispersioon optilist impulsi. Kui dispersioon on tõsine, kattuvad optilised impulsid üksteisega, põhjustades sümbolitevahelisi häireid ja suurendades bittide veamäära. Seetõttu ei mõjuta optilise kiu hajumine mitte ainult optilise kiu ülekandevõimet, vaid piirab ka kiudoptilise sidesüsteemi relee kaugust.
Kui valgus levib optilises kius, kuna selle sagedus ei ole üks sagedus, pole töörežiim üks töörežiim, seega on levimiskiirus veidi erinev, mida nimetatakse hajutamiseks. Kui moduleeritud laine on digitaalne impulss, laieneb demoduleeritud signaali laius, mis põhjustab bitiviga ja piirab edastuskiiruse paranemist. Kui modulatsiooni lainekuju on analoogsignaal, väheneb tuvastamise järgne tase signaali sageduse suurenemisega, mis näitab mittelineaarset moonutust ja suurendab põhilaine harmoonilist komponenti. CATV signaali edastamine kiudoptilises võrgus põhjustab CSO ja CTB indeksite halvenemist. Neid nähtusi nimetatakse optilise kiu dispersioonikarakteristikuteks ja viimaste dispersioonikarakteristikuid ka ribalaiuse karakteristikuteks (või sageduse omadusteks).
Kiudispersioon näitab kiu sisendsignaali levimisolekut, mis viitab erineva kiirusega leviva optilise signaali erinevate sageduskomponentide või eri režiimikomponentide põhjustatud signaali moonutusele. See hõlmab peamiselt intermodaalset dispersiooni, kromaatilist dispersiooni ja polarisatsioonirežiimi dispersiooni.
Intermodaalne hajumine
Intermodaalne hajumine on omamoodi signaali moonutamise mehhanism mitmeliigilistes kiududes ja teistes lainepikkustes. Mitmemoodilises kius on kiud erinevatesse nurkadesse sisenevad valguskiired määratletud kui tee või režiim. Iga režiimi erineva ülekandetee tõttu on ka ülekandekiirus (rühma kiirus) erinev, seega tekib signaali edastamise ajaline erinevus optiliste kiudude terminali režiimide vahel. Üldiselt läbivad mõned valguskiired otse südamiku (aksiaalne režiim), teised aga peegelduvad katte / südamiku piiride vahel edasi-tagasi ja levivad mööda siksakilist lainepikkust, nagu on näidatud allpool toodud joonisel asetsevas mitmemoodilises kius. Fakt on see, et kui valgus on murdunud, toimub intermodaalne hajumine / režiimi hajumine. IMD ja ülekandetee vahel on positiivne seos. See tähendab, et kõrgemat järku režiimist põhjustatud IMD (tee on pikem, kui kiir siseneb suurema nurga all) on kõrgem kui madalama astme režiimi põhjustatud rada (tee on lühem, kui kiir siseneb väiksemale astmele nurk).
Mitmemoodiline kiud mahutab korraga kuni 17 valguse levimisrežiimi ja selle inter-mode hajuvus on palju suurem kui ühemoodilisel kiul. Seda seetõttu, et ühemoodilisel kiul on üks levimisrežiim, see tähendab, et valgus levib piki südamikku (aksiaalrežiim), ilma et see peegelduks vooderduse piirini, nii et inter-mode dispersioon puudub.
Olukord on aga erinev, kui kasutatakse klassifitseeritud mitmemoodilist kiudu. Ehkki valgus levib ka erinevates režiimides, pole südamiku ebaühtlase murdumisnäitaja tõttu valgusrada enam sirgjoon, vaid kõver ning muutub ka valguse levimiskiirus. Seetõttu saab inter-mode dispersiooni oluliselt vähendada, valides sobiva murdumisnäitaja jaotuse.
Kromaatiline dispersioon
Kromaatiline dispersioon viitab optilise impulsi laienemise nähtusele, mis on põhjustatud optiliste kiudude erinevate lainepikkuste komponentide erinevast grupikiirusest, sealhulgas materjali dispersioonist ja lainepikkusest dispersioonist.
Materjali hajumine on tingitud murdumisnäitaja lainepikkusest sõltuvusest südamikumaterjalist, lainepikkuse hajumine aga režiimi levimiskonstandi sõltuvusest kiudude parameetritest (südamiku raadius, murdumisnäitaja erinevus südamiku ja voodri vahel) ning signaali lainepikkusest. Teatud sagedustel võivad materjali dispersioon ja lainepikenduse dispersioon üksteist tühistada, et saada lainepikkus nullkromaatilise dispersiooni lähedal.
Tegelikult pole kromaatiline hajumine alati ebasoodne. Valgus levib erineva kiirusega erinevates lainepikkustes või materjalides, mille tulemuseks on kiudude valguse impulsside laienemine või kokkusurumine, mis võimaldab murdumisnäitaja profiili kohandada eri eesmärkidel kasutatavate kiudude tootmiseks. Näiteks on kiud G. 652.
Polarisatsioonirežiimi hajumine
Polarisatsioonirežiimi dispersioon (PMD) peegeldab valguslaine leviku sõltuvust optilisest kiust. Tegelikus optilises kius on kaks üksteisega risti asetsevat polarisatsioonirežiimi. Ideaalis peaksid kahel polarisatsioonirežiimil olema ühesugused valguslaine levimise omadused, kuid üldiselt on erinevates polarisatsioonirežiimides väikesed erinevused. Selle põhjuseks on temperatuuri, rõhu ja muude levimisprotsessi muutuste või häirete tagajärg, mille tulemuseks on kahe polarisatsioonirežiimi erinev edastuskiirus, mille tulemuseks on viivituse ja polarisatsioonirežiimi hajumine.
Kuidas hajutamist kompenseerida?
Ehkki kiudide hajumine signaali ei nõrgenda, lühendab see signaali levikiirust kiu sees ja põhjustab signaali moonutusi. Näiteks laieneb saatja 1 nanosekundiline optiline impulss vastuvõtjas 10 nanosekundini, mistõttu signaali ei saa normaalselt vastu võtta ja dekodeerida. Seetõttu on väga oluline vähendada kiu hajumist või kompenseerida hajumist DWDM-is ja teistes kaugekandesüsteemides. Järgnevalt tutvustatakse kolme levinud dispersiooni kompenseerimise strateegiat ja meetodit.
Dispersiooni kompenseerimise kiud
Kasutades dispersioonkompensatsioonikiudu (DCF), saab tavapärasele kiule lisada negatiivse dispersioonikiudu. Võrreldes dispersiooni kompenseeriva kiuga on tavapärase kiu dispersiooniväärtus väga suur ja dispersioon on positiivne, mistõttu valguse jaotus seda tüüpi kiududes väheneb või isegi kaob. Negatiivse dispersiooni kompenseeriva kiu lisamisega võib kogu kiuliini kogu dispersioon olla umbes null, et saavutada kiire, suur läbilaskevõime ja pikamaa side. Dispersioonkompensatsioonikiududel on kolm kompensatsioonimehhanismi, sealhulgas eelkompensatsioon, postkompensatsioon ja sümmeetriline kompensatsioon. Dispersiooniga kompenseeritud kiudu kasutatakse laialdaselt 1310 nm kiuühenduse täiendamisel, mis paneb selle töötama 1550 nm juures.
Fiber Braggi rest
Fiber Braggi rest (FBG) on omamoodi kiududest koosnev peegeldav seade, mis suudab südamiku murdumisnäitajat teatud vahemaa tagant moduleerida. 100 km ülekandesüsteemis saab selle seadme abil hajutamise efekti oluliselt vähendada. Kui kiir läbib kiu Braggi võre, peegeldub modulatsioonitingimustele vastav lainepikkus ja ülejäänud lainepikkus läbib kiudu mööda Braggi võrku. Kiudainete Braggi võre kasutamisel dispersiooni kompenseerimiseks on suuri eeliseid, kuna kiudude Braggi võre saab integreerida teiste passiivkiu seadmetega, millel on väike sisestuskadu ja madal hind. Lisaks saab kiudude Braggi võreid kasutada mitte ainult dispersiooni kompenseerimise filtrina, vaid ka andurina, pumbalaseri lainepikkuse stabilisaatorina ja kitsa ribalaiusega lainepikkuste jagamise multipleksimise liitmis- / lahutamisfiltrina.
Elektrooniline dispersiooni kompenseerimine
Elektrooniline dispersioonikompensatsioon (EDC) on optiliste kommunikatsioonilinkide dispersioonikompensatsiooni meetod, kasutades elektroonilist filtreerimist (tuntud ka kui tasandus), see tähendab sidekanalis filtreerimist ülekandekeskkonna põhjustatud signaali sumbumise kompenseerimiseks. Elektrooniline dispersioonkompensatsioon realiseeritakse tavaliselt ristfiltriga, mille väljund on viivisesisendite seeria kaalutud summa. See suudab filtri kaalu automaatselt reguleerida vastavalt vastuvõetud signaali omadustele, see tähendab, et see on adaptiivne. Elektroonilist dispersioonikompensatsiooni saab kasutada ühemoodilises kiusüsteemis ja mitmemoodilises kiusüsteemis. Lisaks saab seda kombineerida 10Gbit / S vastuvõtja IC muude funktsioonidega. See võib oluliselt vähendada ühemoodilise kiusüsteemi saatja maksumust ja suurendada ka mitmemoodilise kiusüsteemi ülekandekaugust vähemate vastuvõtja kulukadudega.
HTF' toodete kvaliteet on tagatud ja tarvikud imporditakse.
Kontakt: support@htfuture.com
Skype: müük5_ 1909 ， WeChat ： 16635025029
