Apa itu dispersi serat?
Komponen frekuensi yang berbeda atau komponen mode yang berbeda dari sinyal optik (pulsa) yang ditransmisikan dalam serat optik merambat pada kecepatan yang berbeda, dan distorsi sinyal (pelebaran pulsa) pasti akan terjadi setelah mencapai jarak tertentu. Fenomena ini disebut dispersi atau dispersi serat optik. Sinyal optik yang dikirimkan dalam serat optik memiliki lebar spektrum tertentu, artinya sinyal optik memiliki banyak komponen frekuensi yang berbeda. Pada saat yang sama, dalam serat multimode, sinyal optik dapat terdiri dari beberapa mode, artinya, setiap komponen frekuensi juga dapat terdiri dari beberapa komponen mode.
Dispersi serat optik mengacu pada distorsi sinyal yang disebabkan oleh komponen frekuensi yang berbeda dan komponen mode yang berbeda dengan kecepatan transmisi yang berbeda. Dalam sistem komunikasi serat optik digital, dispersi memperluas denyut optik. Ketika dispersi serius, pulsa optik akan tumpang tindih satu sama lain, menyebabkan interferensi antar simbol dan meningkatkan laju kesalahan bit. Oleh karena itu, dispersi serat optik tidak hanya mempengaruhi kapasitas transmisi serat optik, tetapi juga membatasi jarak relai sistem komunikasi serat optik.
Ketika cahaya merambat di serat optik, karena frekuensinya bukan frekuensi tunggal, mode kerja bukan mode kerja tunggal, sehingga kecepatan propagasi sedikit berbeda, yang disebut dispersi. Jika gelombang termodulasi adalah pulsa digital, lebar sinyal yang didemodulasi akan diperluas, yang akan menyebabkan kesalahan bit dan membatasi peningkatan kecepatan transmisi. Ketika bentuk gelombang modulasi adalah sinyal analog, level setelah deteksi menurun dengan peningkatan frekuensi sinyal, yang menunjukkan distorsi nonlinier dan meningkatkan komponen harmonik dari gelombang fundamental. Transmisi sinyal CATV pada jaringan fiber optik menyebabkan kemunduran indeks CSO dan CTB. Fenomena ini disebut karakteristik dispersi serat optik, dan karakteristik dispersi disebut juga karakteristik bandwidth (atau karakteristik frekuensi).
Dispersi serat menunjukkan status propagasi sinyal input dalam serat, yang mengacu pada distorsi sinyal yang disebabkan oleh komponen frekuensi yang berbeda atau komponen mode berbeda dari sinyal optik yang merambat pada kecepatan yang berbeda. Ini terutama mencakup dispersi antar moda, dispersi kromatik dan dispersi mode polarisasi.
Dispersi antar moda
Dispersi antar moda adalah sejenis mekanisme distorsi sinyal dalam serat multimode dan pandu gelombang lainnya. Dalam serat multimode, sinar cahaya yang memasuki serat pada sudut datang yang berbeda didefinisikan sebagai jalur atau mode. Karena jalur transmisi yang berbeda dari masing-masing mode, maka kecepatan transmisi (kecepatan grup) juga berbeda, sehingga terjadi perbedaan waktu pengiriman sinyal antar mode ke terminal serat optik. Secara umum, beberapa sinar cahaya akan langsung melewati inti (mode aksial), sementara yang lain akan memantulkan bolak-balik antara kelongsong / batas inti dan merambat di sepanjang pandu gelombang zigzag, seperti yang ditunjukkan pada indeks langkah serat multimode pada gambar di bawah. Faktanya adalah bahwa setelah cahaya dibiaskan, dispersi antar moda / mode terjadi. Ada korelasi positif antara IMD dan jalur penularan. Artinya, IMD yang disebabkan oleh mode orde tinggi (jalur lebih panjang saat sinar masuk pada sudut yang lebih besar) lebih tinggi daripada yang disebabkan oleh mode orde rendah (jalur lebih pendek saat sinar masuk pada sudut yang lebih kecil). sudut).
Serat multimode dapat menampung hingga 17 mode perambatan cahaya pada saat yang sama, dan dispersi antar mode jauh lebih tinggi daripada serat mode tunggal. Ini karena serat mode tunggal memiliki mode propagasi tunggal, yaitu cahaya merambat di sepanjang inti (mode aksial) tanpa memantul ke batas kelongsong, sehingga tidak ada dispersi antar mode.
Namun, situasinya berbeda jika serat multimode indeks bertingkat digunakan. Meskipun cahaya juga merambat dalam mode yang berbeda, karena indeks bias inti yang tidak rata, jalur cahaya tidak lagi berupa garis lurus tetapi kurva, dan kecepatan perambatan cahaya juga berubah. Oleh karena itu, dispersi antar mode dapat sangat dikurangi dengan memilih distribusi indeks bias yang sesuai.
Dispersi berwarna
Dispersi kromatik mengacu pada fenomena pelebaran pulsa optik yang disebabkan oleh kecepatan kelompok yang berbeda dari komponen panjang gelombang yang berbeda dalam serat optik, termasuk dispersi material dan dispersi pemandu gelombang.
Dispersi material disebabkan oleh ketergantungan indeks bias panjang gelombang pada material inti, sedangkan dispersi pandu gelombang disebabkan oleh ketergantungan konstanta mode propagasi pada parameter serat (radius inti, selisih indeks bias antara inti dan kelongsong) dan panjang gelombang sinyal. Pada frekuensi tertentu, dispersi material dan dispersi pandu gelombang dapat saling meniadakan untuk mendapatkan panjang gelombang yang mendekati dispersi kromatik nol.
Faktanya, dispersi kromatik tidak selalu menguntungkan. Cahaya merambat pada kecepatan yang berbeda dalam panjang gelombang atau bahan yang berbeda, menghasilkan pelebaran atau kompresi pulsa cahaya dalam serat, yang memungkinkan untuk menyesuaikan profil indeks bias untuk menghasilkan serat untuk tujuan yang berbeda. G. 652 fiber adalah contohnya.
Dispersi mode polarisasi
Dispersi mode polarisasi (PMD) mencerminkan ketergantungan polarisasi dari perambatan gelombang cahaya dalam serat optik. Ada dua mode polarisasi yang saling tegak lurus dalam serat optik sebenarnya. Idealnya, dua mode polarisasi harus memiliki karakteristik perambatan gelombang cahaya yang sama, tetapi secara umum, ada sedikit perbedaan dalam mode polarisasi yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh perubahan atau gangguan suhu, tekanan dan faktor lain dalam proses propagasi, yang mengakibatkan kecepatan transmisi yang berbeda dari dua mode polarisasi, yang mengakibatkan penundaan dan dispersi mode polarisasi.
Bagaimana cara mengkompensasi dispersi?
Meskipun dispersi serat tidak melemahkan sinyal, itu memperpendek jarak propagasi sinyal di dalam serat dan menyebabkan distorsi sinyal. Misalnya pulsa optik 1 nanodetik pada transmitter akan diperluas hingga 10 nanodetik pada receiver, sehingga sinyal tidak dapat diterima dan diterjemahkan secara normal. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengurangi dispersi serat atau mengkompensasi dispersi dalam DWDM dan sistem transmisi jarak jauh lainnya. Berikut ini akan memperkenalkan tiga strategi dan metode kompensasi dispersi yang umum digunakan.
Serat kompensasi dispersi
Dengan menggunakan teknologi dispersion Compensation Fiber (DCF), serat dispersi negatif dapat ditambahkan ke serat konvensional. Dibandingkan dengan serat kompensasi dispersi, nilai dispersi serat konvensional sangat besar dan dispersinya positif, yang membuat distribusi cahaya pada serat jenis ini berkurang atau bahkan hilang. Dengan menambahkan serat kompensasi dispersi negatif ke dalamnya, total dispersi dari seluruh jalur serat bisa kira-kira nol, untuk mencapai kecepatan tinggi, kapasitas besar dan komunikasi jarak jauh. Ada tiga mekanisme kompensasi dalam serat kompensasi dispersi, termasuk kompensasi awal, kompensasi pasca dan kompensasi simetris. Serat kompensasi dispersi banyak digunakan dalam peningkatan tautan serat 1310 nm, yang membuatnya berjalan pada 1550 nm.
Kisi-kisi Fiber Bragg
Fiber Bragg grating (FBG) adalah sejenis alat reflektif yang terdiri dari fiber, yang dapat memodulasi indeks bias inti dalam jarak tertentu. Dalam sistem transmisi 100 km, efek dispersi dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan perangkat ini. Ketika balok melewati fiber Bragg grating, panjang gelombang yang memenuhi kondisi modulasi akan dipantulkan, dan sisa panjang gelombang akan terus melewati fiber Bragg grating sepanjang fiber. Penggunaan fiber Bragg grating untuk kompensasi dispersi memiliki keuntungan yang besar, karena fiber Bragg grating dapat diintegrasikan dengan perangkat fiber pasif lainnya dengan insersi loss yang rendah dan biaya yang rendah. Selain itu, fiber Bragg grating tidak hanya dapat digunakan sebagai filter kompensasi dispersi, tetapi juga sebagai sensor, penstabil panjang gelombang laser pompa dan filter penambahan / pengurangan multiplexing divisi panjang gelombang pita sempit.
Kompensasi dispersi elektronik
Kompensasi dispersi elektronik (EDC) adalah metode kompensasi dispersi dalam tautan komunikasi optik dengan menggunakan penyaringan elektronik (juga dikenal sebagai ekualisasi), yaitu penyaringan di saluran komunikasi untuk mengkompensasi redaman sinyal yang disebabkan oleh media transmisi. Kompensasi dispersi elektronik biasanya diwujudkan dengan filter transversal, yang keluarannya adalah jumlah bobot dari serangkaian masukan tunda. Secara otomatis dapat menyesuaikan berat filter sesuai dengan karakteristik sinyal yang diterima, yaitu adaptif. Kompensasi dispersi elektronik dapat digunakan dalam sistem serat mode tunggal dan sistem serat multi mode. Selain itu, dapat dikombinasikan dengan fungsi lain untuk IC penerima 10Gbit / S. Ini dapat secara signifikan mengurangi biaya pemancar sistem serat mode tunggal, dan juga meningkatkan jarak transmisi sistem serat multi-mode dengan kerugian biaya penerima yang lebih sedikit.
Kualitas produk HTF&# 39 terjamin, dan asesorisnya diimpor.
Kontak: support@htfuture.com
Skype: sales5_ 1909 ， WeChat ： 16635025029
