Ang isang mahalagang parameter ng isang optical fiber ay pagpapakalat, na tumutukoy sa throughput ng impormasyon nito.
Ang isang optical fiber ay nagpapadala hindi lamang ng liwanag na enerhiya, ngunit din ng isang kapaki-pakinabang na signal ng impormasyon. Ang mga pulso ng liwanag, ang pagkakasunud-sunod nito ay tumutukoy sa daloy ng impormasyon, lumabo sa panahon ng proseso ng pagpapalaganap. Sa isang sapat na malaking pagpapalawak, ang mga pulso ay nagsisimulang mag-overlap, upang maging imposibleng paghiwalayin ang mga ito sa panahon ng pagtanggap (Larawan 3).
Figure 3 - Epekto ng dispersion
Ang dispersion ay ang dispersion sa oras ng spectral o mode na mga bahagi ng isang optical signal, na humahantong sa pagtaas ng tagal ng optical radiation pulse habang ito ay kumakalat sa pamamagitan ng optical fiber at natutukoy ng pagkakaiba sa mga parisukat ng tagal ng pulso. sa output at input 0V:
Kung mas maliit ang halaga ng pagpapakalat, mas malaki ang daloy ng impormasyon na maaaring maipadala kasama ang hibla. Hindi lamang nililimitahan ng dispersion ang frequency range ng OF, ngunit makabuluhang binabawasan ang signal transmission range, dahil mas mahaba ang linya, mas malaki ang pagtaas ng tagal ng pulso.
Ang pagpapakalat ay karaniwang tinutukoy ng tatlong pangunahing mga kadahilanan:
Ang pagkakaiba sa mga bilis ng pagpapalaganap ng mga guided mode (intermode dispersion),
Mga gabay na katangian ng optical fiber (waveguide dispersion),
Mga parameter ng materyal na kung saan ito ginawa (material dispersion).
Figure 4 - Mga uri ng dispersion
Ang mga pangunahing dahilan para sa paglitaw ng pagpapakalat ay, sa isang banda, ang isang malaking bilang ng mga mode sa optical fiber (intermode dispersion), at sa kabilang banda, ang incoherence ng mga mapagkukunan ng radiation na aktwal na gumagana sa wavelength spectrum (chromatic dispersion) .
Nangibabaw ito sa mga multimode na OFF at sanhi ng pagkakaiba sa oras na kinakailangan para sa mga mode na maglakbay sa OFF mula sa input nito hanggang sa output nito. Para sa isang optical fiber na may stepped refractive index profile, ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave na may wavelength ay pareho para sa lahat ng mga mode. humahantong sa katotohanan na ang oras ng paglalakbay ng mga mode na ito sa pamamagitan ng optical fiber ay iba. Bilang resulta, lumalawak ang pulso na nabubuo nila sa output ng OF. Ang magnitude ng pagpapalawak ng pulso ay katumbas ng pagkakaiba sa oras ng pagpapalaganap ng pinakamabagal at pinakamabilis na mga mode. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na intermode dispersion.
Ang formula para sa pagkalkula ng intermode dispersion ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa geometric na modelo ng pagpapalaganap ng mga guided mode sa OF. Ang anumang guided mode sa isang stepped optical fiber ay maaaring katawanin ng isang light beam, na, kapag gumagalaw kasama ang fiber, paulit-ulit na nakakaranas ng kabuuang panloob na pagmuni-muni mula sa core-cladding interface. Ang pagbubukod ay ang pangunahing fashion HE 11 , na inilalarawan ng isang light beam na gumagalaw nang walang repleksyon sa kahabaan ng axis ng fiber.
Sa haba ng OB na katumbas ng L , ang haba ng zigzag path na dinadaanan ng isang light beam na nagpapalaganap sa isang anggulo at z sa fiber axis ay L/cos at z (Figure 5).
Figure 5 - Mga landas ng pagpapalaganap ng mga light ray sa isang dalawang-layer na optical fiber
Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave na may wavelength l ay pareho sa hibla na isinasaalang-alang at katumbas ng:
saan kasama si - bilis ng liwanag, km/s.
Kadalasan sa OV n 1 ? n 2, kaya kinukuha ang form:
kung saan ang kamag-anak na halaga ng core-cladding refractive index.
Malinaw sa formula na ang pagpapalawak ng pulso dahil sa intermode dispersion ay mas maliit, mas maliit ang pagkakaiba sa mga refractive na indeks ng core at cladding. Isa ito sa mga dahilan kung bakit sa mga tunay na stepwise OF, sinisikap nilang gawing maliit ang pagkakaibang ito hangga't maaari.
Sa pagsasagawa, dahil sa pagkakaroon ng mga inhomogeneities (pangunahin na microbends), ang mga indibidwal na mode, kapag dumadaan sa optical fiber, ay nakakaimpluwensya sa bawat isa at nagpapalitan ng enerhiya.
Ang intermodal dispersion sa stepwise OF ay maaaring ganap na maalis kung ang mga structural parameter ng OF ay napili nang naaangkop. Kaya, kung gagawin natin ang mga sukat ng core at? napakaliit, pagkatapos ay isang mode lamang ang magpapalaganap sa kahabaan ng hibla sa wavelength ng carrier, ibig sabihin, hindi magkakaroon ng mode dispersion. Ang ganitong mga hibla ay tinatawag na single-mode. Sila ang may pinakamataas na throughput. Sa kanilang tulong, maaaring ayusin ang malalaking bundle ng mga channel sa mga highway ng komunikasyon.
Ang pagpapakalat ng pulso ay maaari ding makabuluhang bawasan sa pamamagitan ng naaangkop na pagpili ng refractive profile sa cross section ng OF core. Kaya, bumababa ang dispersion kapag lumilipat sa gradient OBs. Ang intermode dispersion ng gradient optical fibers ay, bilang panuntunan, mas mababa sa pamamagitan ng isang order ng magnitude at higit pa kaysa sa stepped fibers.
Sa ganitong gradient optical fibers, sa kaibahan sa optical fibers na may stepwise propagation profile, ang mga light ray ay hindi na nagpapalaganap sa zigzag na paraan, ngunit kasama ang wave- o helical spiral trajectories.
Ang chromatic dispersion ay binubuo ng mga materyal at waveguide na bahagi at nangyayari sa panahon ng pagpapalaganap sa parehong single-mode at multimode fiber. Gayunpaman, ito ay nagpapakita ng sarili nang mas malinaw sa single-mode fiber, dahil sa kawalan ng intermode dispersion.
Ang pagpapakalat ng materyal ay dahil sa pag-asa ng refractive index ng fiber sa wavelength. Kasama sa expression para sa dispersion ng single-mode fiber ang differential dependence ng refractive index sa wavelength.
Ang pagpapakalat ng waveguide ay dahil sa pag-asa ng koepisyent ng pagpapalaganap ng mode sa haba ng daluyong
kung saan ang mga coefficient na M(l) at N(l) ay ipinakilala - tiyak na materyal at waveguide dispersion, ayon sa pagkakabanggit, at Dl (nm) - pagpapalawak ng haba ng daluyong dahil sa incoherence ng pinagmulan ng radiation. Ang resultang halaga ng koepisyent ng tiyak na chromatic dispersion ay tinutukoy bilang D(l) = M(l) + N(l). Ang partikular na dispersion ay may dimensyon na ps/(nm*km). Kung ang waveguide dispersion coefficient ay palaging mas malaki kaysa sa zero, ang materyal na dispersion coefficient ay maaaring maging positibo o negatibo. At narito ito ay mahalaga na sa isang tiyak na wavelength (humigit-kumulang 1310 ± 10 nm para sa isang stepped single-mode fiber), ang mutual compensation ng M(l) at N(l) ay nangyayari, at ang resultang dispersion D(l) ay nagiging zero. Ang wavelength kung saan ito nangyayari ay tinatawag na zero-dispersion wavelength l0. Karaniwan ang isang tiyak na hanay ng mga wavelength ay tinukoy sa loob kung saan ang l0 ay maaaring mag-iba para sa isang partikular na hibla.
Ginagamit ng Corning ang sumusunod na paraan upang matukoy ang partikular na chromatic dispersion. Ang mga pagkaantala sa oras ay sinusukat sa panahon ng pagpapalaganap ng mga maikling pulso ng liwanag sa isang hibla na hindi bababa sa 1 km ang haba. Pagkatapos makakuha ng mga sample ng data para sa ilang mga wavelength mula sa interpolation range (800-1600 nm para sa MMF, 1200-1600 nm para sa SF at DSF), ang mga pagsukat ng pagkaantala ay na-resampling sa parehong mga wavelength, ngunit sa isang maikling reference fiber lamang (2 m ang haba) . Ang mga oras ng pagkaantala na nakuha dito ay ibinabawas mula sa kaukulang mga oras na nakuha sa mahabang hibla upang maalis ang sistematikong bahagi ng error.
Para sa single-mode stepped at multi-mode graded fiber, ginagamit ang empirical Sellmeier formula: t(l) = A + Bl2 + Cl-2. Ang mga koepisyent A, B, C ay nababagay, at pinili upang ang mga pang-eksperimentong punto ay mas magkasya sa t (l) na kurba. Pagkatapos ang tiyak na chromatic dispersion ay kinakalkula ng formula:
kung saan ang l0 = (C/B)1/4 ay ang zero dispersion wavelength, ang bagong parameter na S0 = 8B ay ang zero dispersion slope, ang dimensyon nito ay ps/(nm2*km), at ang l ay operating wavelength kung saan ang partikular na chromatic dispersion ay determinado.
a) multimode gradient fiber (62.5/125)
b) single-mode stepped fiber (SF)
c) single-mode dispersion-shifted fiber (DSF)
Artikulo sa paksa
Mga aparato sa timing. Mga nag-trigger
Ang gawaing ito ay nakatuon sa pagsasaalang-alang sa papel ng mga nag-trigger sa mga digital na device. Ang lahat ng modernong kompyuter ay gumagamit ng lohikal na sistemang inimbento ni George Boole. Sa pag-unlad ng electronics, lumitaw ang isang klase ng elektronikong teknolohiya bilang digital na teknolohiya. Kasama sa digital na teknolohiya ang mga naturang device...
Kasama ang attenuation coefficient ng optical fiber, ang pinakamahalagang parameter ay dispersion, na tumutukoy sa kapasidad nito para sa pagpapadala ng impormasyon.
Pagkakaiba- Ito ang dissipation sa oras ng spectral at mode na bahagi ng optical signal, na humahantong sa pagtaas ng tagal ng optical radiation pulse habang ito ay kumakalat sa pamamagitan ng optical fiber.
Ang pagpapalawak ng pulso ay tinukoy bilang ang quadratic na pagkakaiba sa tagal ng pulso sa output at input ng optical fiber ayon sa formula:
at ang mga halaga ng i ay kinuha sa antas ng kalahati ng pulse amplitude (Larawan 2.8).
Larawan 2.8
Figure 2.8 - Pagpapalawak ng pulso dahil sa dispersion
Ang dispersion ay nangyayari sa dalawang dahilan: ang incoherence ng radiation sources at ang pagkakaroon ng malaking bilang ng mga mode. Ang dispersion na dulot ng unang dahilan ay tinatawag na chromatic (frequency) , ito ay binubuo ng dalawang bahagi - materyal at waveguide (intra-mode) dispersion. Ang pagpapakalat ng materyal ay dahil sa pag-asa ng refractive index sa haba ng daluyong, ang pagpapakalat ng waveguide ay nauugnay sa pag-asa ng koepisyent ng pagpapalaganap sa haba ng daluyong.
Ang dispersion na dulot ng pangalawang dahilan ay tinatawag na modal (intermode).
Mode dispersion ay katangian lamang ng mga multimode fibers at dahil sa pagkakaiba sa oras na kinakailangan para sa mga mode na maglakbay sa pamamagitan ng optical fiber mula sa input nito hanggang sa output nito. SA OF na may stepped refractive index profile ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave na may wavelength ay pareho at katumbas ng: , kung saan ang C ay ang bilis ng liwanag. Sa kasong ito, ang lahat ng sinag na insidente sa dulo ng optical fiber sa isang anggulo sa axis sa loob ng aperture angle ay kumakalat sa fiber core kasama ang kanilang mga zigzag na linya at, sa parehong bilis ng pagpapalaganap, umabot sa receiving end sa iba't ibang oras, na humahantong sa pagtaas sa tagal ng natanggap na pulso. Dahil ang minimum na oras ng pagpapalaganap ng isang optical beam ay nangyayari kapag ang incident beam ay , at ang maximum ay kapag , maaari nating isulat ang:
kung saan ang L ay ang haba ng light guide;
Repraktibo index ng fiber core;
Ang C ay ang bilis ng liwanag sa vacuum.
Kung gayon ang halaga ng intermode dispersion ay katumbas ng:
Mode dispersion ng gradient optical fibers isang order ng magnitude o mas mababa kaysa sa stepped fibers. Ito ay dahil sa ang katunayan na dahil sa isang pagbawas sa refractive index mula sa axis ng optical fiber hanggang sa shell, ang bilis ng pagpapalaganap ng mga sinag kasama ang kanilang tilapon ay nagbabago. Kaya, sa mga tilapon na malapit sa axis ito ay mas mababa, at sa mga tilapon na malayo ito ay mas malaki. Ang mga sinag na kumakalat sa pinakamaikling mga tilapon (mas malapit sa axis) ay may mas mababang bilis, at ang mga sinag na dumadaloy sa mas mahahabang trajectory ay may mas mataas na bilis. Bilang resulta, ang oras ng pagpapalaganap ng mga sinag ay na-level out, at ang pagtaas sa tagal ng pulso ay nagiging mas maliit. Sa isang parabolic refractive index profile, kapag ang profile exponent q=2, ang mode dispersion ay tinutukoy ng expression:
Ang mode dispersion ng gradient OB ay ilang beses na mas mababa kaysa sa step OB sa parehong mga halaga. At dahil ito ay karaniwan, ang mode dispersion ng mga ipinahiwatig na OF ay maaaring mag-iba sa pamamagitan ng dalawang order ng magnitude.
Sa mga kalkulasyon kapag tinutukoy ang pagpapakalat ng mode, dapat itong isipin na hanggang sa isang tiyak na haba ng linya, na tinatawag na haba ng mode coupling, walang intermodal coupling, at pagkatapos ay sa isang proseso ng mutual conversion ng mga mode ay nangyayari at nangyayari ang isang matatag na estado. Samakatuwid, kapag ang pagpapakalat ay tumaas ayon sa isang linear na batas, at pagkatapos, kapag - ayon sa isang parisukat na batas.
Kaya, ang mga formula sa itaas ay may bisa lamang para sa haba. Para sa mga haba ng linya, gamitin ang mga sumusunod na formula:
- para sa stepped light guide
- para sa gradient light guide,
saan ang haba ng linya;
Mode coupling length (steady state), katumbas ng km para sa stepped fiber at km para sa gradient fiber (empirically na itinatag).
Pagpapakalat ng materyal depende sa dalas (o haba ng daluyong) at sa materyal ng OF, na karaniwang quartz glass. Ang pagpapakalat ay tinutukoy ng electromagnetic na pakikipag-ugnayan ng alon na may mga nakagapos na mga electron ng medium na materyal, na, bilang panuntunan, ay nonlinear (resonant) sa kalikasan.
Ang paglitaw ng dispersion sa light guide material, kahit na para sa single-mode fibers, ay dahil sa ang katunayan na ang optical source exciting ang fiber (light-emitting diode - LED o semiconductor laser PPL) ay bumubuo ng light radiation na may tuluy-tuloy na wave spectrum ng isang tiyak na lapad (para sa mga LED ito ay humigit-kumulang nm, para sa multimode PPLs - nm , para sa single-mode nm laser diodes). Ang iba't ibang spectral na bahagi ng light radiation ay kumakalat sa iba't ibang bilis at dumarating sa isang tiyak na punto sa iba't ibang oras, na humahantong sa pagpapalawak ng pulso sa dulo ng pagtanggap at, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, sa pagbaluktot ng hugis nito. Ang refractive index ay nag-iiba sa wavelength (frequency), na may antas ng dispersion depende sa hanay ng mga wavelength ng liwanag na ipinakilala sa fiber (kadalasan ang source ay naglalabas ng maraming wavelength), pati na rin ang central operating wavelength ng source. Sa rehiyon I, ang window ng transparency ay kung saan mas mabilis na gumagalaw ang mas mahahabang wavelength (850nm) kumpara sa mas maiikling wavelength (845nm). Sa rehiyon III ng window ng transparency, nagbabago ang sitwasyon: ang mas maikli (1550 nm) ay gumagalaw nang mas mabilis kumpara sa mas mahahabang (1560 nm). Larawan 2.9
Figure 2.9 – Mga bilis ng pagpapalaganap ng wavelength
Ang haba ng mga arrow ay tumutugma sa bilis ng mga wavelength, na may mas mahabang arrow na tumutugma sa mas mabilis na paggalaw.
Sa ilang mga punto sa spectrum, ang mga bilis ay nag-tutugma. Ang pagkakataong ito para sa purong quartz glass ay nangyayari sa wavelength ng nm, na tinatawag na zero-dispersion wavelength ng materyal, dahil . Kapag ang wavelength ay mas mababa sa zero dispersion wavelength, ang parameter ay may positibong halaga kung hindi, ito ay may negatibong halaga. Larawan 2.10
Ang pagpapakalat ng materyal ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng tiyak na pagpapakalat gamit ang expression:
.
Ang dami - tiyak na pagpapakalat, , ay tinutukoy sa eksperimentong paraan. Sa iba't ibang mga komposisyon ng mga impurities ng alloying sa OM, mayroon itong iba't ibang mga halaga depende sa (Talahanayan 2.3).
Talahanayan 2.3 – Mga karaniwang halaga ng tiyak na pagpapakalat ng materyal
Waveguide (intra-mode) dispersion – Ang terminong ito ay tumutukoy sa pag-asa ng pagkaantala ng isang light pulse sa wavelength, na nauugnay sa isang pagbabago sa bilis ng pagpapalaganap nito sa fiber dahil sa likas na katangian ng pagpapalaganap ng waveguide. Ang pagpapalawak ng pulso dahil sa pagpapakalat ng waveguide ay katulad na proporsyonal sa lapad ng spectrum ng pinagmulan ng radiation at tinukoy bilang:
,
kung saan ang tiyak na pagpapakalat ng waveguide, ang mga halaga nito ay ipinakita sa Talahanayan 2.4:
Talahanayan 2.4
– ay dahil sa pagkaantala ng differential group sa pagitan ng mga beam na may mga pangunahing estado ng polarization. Ang distribusyon ng enerhiya ng signal sa iba't ibang estado ng polarization ay dahan-dahang nagbabago sa paglipas ng panahon, halimbawa dahil sa mga pagbabago sa temperatura ng kapaligiran, anisotropy ng refractive index na dulot ng mga puwersang mekanikal.
Sa isang single-mode fiber, hindi isang mode ang nagpapalaganap, gaya ng karaniwang pinaniniwalaan, ngunit dalawang perpendicular polarizations (mode) ng orihinal na signal. Sa isang perpektong hibla, ang mga mode na ito ay magpapalaganap sa parehong bilis, ngunit ang mga tunay na hibla ay walang perpektong geometry. Ang pangunahing sanhi ng pagpapakalat ng polarization mode ay ang hindi concentricity ng fiber core profile, na nangyayari sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura ng fiber at cable. Bilang resulta, ang dalawang perpendicular polarization na bahagi ay may magkakaibang mga bilis ng pagpapalaganap, na humahantong sa pagpapakalat (Larawan 2.11)
Larawan 2.11
Ang koepisyent ng partikular na polarization-mode dispersion ay na-normalize bawat 1 km at may sukat na . Ang halaga ng pagpapakalat ng polarization-mode ay kinakalkula gamit ang formula:
Dahil sa maliit na halaga nito, dapat itong isaalang-alang ng eksklusibo sa single-mode fiber, at kapag ginamit ang high-speed signal transmission (2.5 Gbit/s at mas mataas) na may napakakitid na spectral band ng radiation na 0.1 nm o mas kaunti. Sa kasong ito, ang chromatic dispersion ay maihahambing sa polarization mode dispersion.
Ang partikular na PMD coefficient ng isang tipikal na hibla ay kadalasan 
.
Ang dispersion ng isang optical fiber ay ang time dispersion ng mga bahagi ng isang optical signal. Ang dahilan para sa pagpapakalat ay iba't ibang mga bilis ng pagpapalaganap ng mga bahagi ng optical signal.
Ang pagpapakalat ay nagpapakita ng sarili bilang isang pagtaas sa tagal (pagpapalawak) ng mga optical pulse kapag nagpapalaganap sa optical fiber. Ang pagtaas ng tagal ng optical pulse ay nagiging sanhi ng intersymbol interference - lumilikha ng lumilipas na interference, na nagpapalala sa signal-to-noise ratio at, bilang resulta, ay humahantong sa mga error sa pagtanggap. Malinaw na ang intersymbol interference ay tumataas sa pagpapalawak ng optical pulses. Para sa isang nakapirming halaga ng pagpapalawak ng pulso, tumataas ang intersymbol interference habang bumababa ang panahon ng pag-uulit ng pulso. T. Kaya, nililimitahan ng dispersion ang bilis ng paghahatid ng impormasyon sa linya B=1/T at ang haba ng seksyon ng pagbabagong-buhay (RU).
Sa optical fibers, maraming uri ng dispersion ang maaaring makilala: mode dispersion, polarization mode dispersion at chromatic dispersion.
Sa isang multimode OF, namamayani ang inter-mode dispersion, sanhi ng pagkakaroon ng malaking bilang ng mga mode na may iba't ibang oras ng pagpapalaganap.
makabuluhang lumampas sa iba pang mga uri ng pagpapakalat, samakatuwid ang bandwidth ng naturang mga optical fiber ay pangunahing tinutukoy ng mode dispersion. Ang pagtaas ng bandwidth ng multimode optical fibers ay nakakamit sa pamamagitan ng gradient refractive index profile, kung saan ang refractive index sa core ay maayos na bumababa mula sa optical fiber axis hanggang sa cladding. Sa gayong gradient na profile, ang bilis ng pagpapalaganap ng ray malapit sa fiber axis ay mas mababa kaysa sa rehiyon na katabi ng cladding. Bilang isang resulta, na may pagtaas sa haba ng trajectory ng guided rays sa isang fiber segment, ang kanilang bilis ng pagpapalaganap kasama ang trajectory ay tumataas. Kung mas mahaba ang landas, mas malaki ang bilis. Tinitiyak nito ang pagkakapantay-pantay ng oras ng pagpapalaganap ng ray at, nang naaayon, isang pagbawas sa pagpapakalat ng mode. Ang pinakamainam na profile mula sa punto ng view ng minimizing mode dispersion ay isang parabolic profile.
Ang bandwidth ng multimode fibers ay nailalarawan sa pamamagitan ng broadband factor DF, MHz. km, ang halaga nito ay ipinahiwatig sa data ng pasaporte ng OF sa mga wavelength na tumutugma sa una at pangalawang transparency window. Ang bandwidth para sa karaniwang multimode optical fibers ay 400...2000 MHz. km.
Ang mga multimode optical fiber ay ginagamit sa mga lokal na network, data center, at malalayong pribadong network. Hindi ginagamit sa mga spectral seal system.
Sa single-mode OFs, isang pangunahing mode lang ang nagpapalaganap at walang mode dispersion.
Ang pangunahing kadahilanan na naglilimita sa haba ng mga seksyon ng pagbabagong-buhay ng high-speed fiber optics ay chromatic dispersion. Ang mga rekomendasyon ng International Telecommunication Union ITU-T G.650 ay nagbibigay ng sumusunod na kahulugan: chromatic dispersion (CD) ay ang pagpapalawak ng isang light pulse sa isang optical fiber na sanhi ng pagkakaiba sa mga bilis ng grupo ng iba't ibang mga wavelength na bumubuo sa spectrum ng ang optical signal ng impormasyon. Ang tagal ng optical pulse sa output ng isang pinahabang optical fiber ay tinutukoy ng kamag-anak na pagkaantala ng grupo ng pinakamabagal na bahagi ng parang multo na nauugnay sa pinakamabilis. Kaya, ang impluwensya ng CD ay proporsyonal sa lapad ng spectrum ng pinagmulan ng radiation. Habang tumataas ang haba ng linya ng paghahatid at ang bilis ng paghahatid ng impormasyon, tumataas ang impluwensya ng chromatic dispersion.
Ang mga sumusunod na bahagi ay nakakatulong sa CD: materyal at waveguide dispersion. Ang isang mahalagang optical na katangian ng salamin na ginamit sa paggawa ng hibla ay ang pagpapakalat ng refractive index, na nagpapakita ng sarili bilang ang pagtitiwala sa bilis ng pagpapalaganap ng signal sa wavelength - pagpapakalat ng materyal. Bilang karagdagan, sa panahon ng paggawa ng single-mode fiber, kapag ang isang quartz filament ay nakuha mula sa isang glass preform, ang mga deviation sa geometry ng fiber at sa radial profile ng refractive index ay nangyayari sa iba't ibang antas. Ang fiber geometry mismo, kasama ang mga paglihis mula sa perpektong profile, ay gumagawa din ng isang makabuluhang kontribusyon sa pag-asa ng bilis ng pagpapalaganap ng signal sa haba ng daluyong ito ay waveguide dispersion.
Ang chromatic dispersion ay tinutukoy ng magkasanib na pagkilos ng materyal D M ( l) at waveguide dispersion D B ( l)
D(l)=D M(l)+D B(l)
Ang pagpapakalat ng materyal ay tinutukoy ng mga katangian ng pagpapakalat ng materyal - kuwarts,
D M= - l ¶ 2n .c¶ l 2
Waveguide dispersion D B ( l) ay dahil sa pag-asa ng grupo
Ang bilis ng pagpapalaganap ng mode kumpara sa haba ng daluyong ay pangunahing tinutukoy ng repraktibo na index profile ng fiber core at panloob na cladding.
Kadalasan, ang sumusunod na kaugnayan ay ginagamit upang tantiyahin ang pagpapakalat ng waveguide:
saan V- normalized na dalas; b ay ang normalized propagation constant, na nauugnay sa b na may sumusunod na ratio:
tinatawag na normalized waveguide dispersion parameter.
kanin. 3.13. Chromatic dispersion spectrum ng standard stepped fiber
Sa dami ng chromatic dispersion ng OM ay tinasa ng coefficient D na may sukat na ps/(nm. km. Chromatic dispersion ng fiber in).
picoseconds (ps) sa isang seksyon ng haba L km, katumbas ng
s=D× L×D l
saan Dl- wavelength band ng optical radiation source, nm.
Ang mga pangunahing parameter ng chromatic dispersion ay:
1. Zero dispersion wavelength l 0 , nm. Sa wavelength na ito
ang materyal at mga bahagi ng waveguide ay nagbabayad sa isa't isa at ang chromatic dispersion ay nagiging zero.
2. Chromatic dispersion coefficient, ps/(nm×km). Tinutukoy ng parameter na ito ang pagpapalawak ng isang optical pulse na nagpapalaganap sa layo na 1 km na may lapad ng source spectrum na 1 nm.
3. Slope ng dispersion na katangian S 0 ay tinukoy bilang tangent
sa dispersion curve sa wavelength l 0 (tingnan ang Fig. 3.13). Katulad nito maaari
matukoy ang slope S sa anumang punto sa spectrum.
Bago isaalang-alang ang konsepto ng isang chromatic dispersion analyzer, balangkasin natin kung anong mga uri ng dispersion sa optical fiber ang mayroon, kung ano ang chromatic dispersion (CD), kung anong mga bahagi ang ginawa nito, at kung anong mga pamamaraan ang umiiral para sa pagsukat nito.
Ang mga sumusunod na uri ng dispersion sa isang light guide ay nakikilala:
modal o intermodal;
chromatic (materyal, waveguide);
polarized.
Ang kanilang kabuuan ay bumubuo ng kabuuang dispersion sa optical fiber.
Nakakaapekto ang chromatic dispersion sa performance ng system. Ang phenomenon ng chromatic dispersion ay nangyayari dahil ang mga wavelength ay nagpapalaganap sa isang optical fiber sa bahagyang magkaibang bilis. Bilang resulta, lumilitaw ang isang matagal at samakatuwid ay hindi epektibong salpok. Kapag ang halaga ng HD ay masyadong malaki, nangyayari ang cross-modulation at pagkawala ng signal. Kasabay nito, kailangan ang maliit, kinokontrol na mga halaga ng chromatic dispersion upang maalis ang mga hindi gustong nonlinear na epekto gaya ng paghahalo ng apat na alon.
Para sa salamin, na ginagamit sa paggawa ng optical fiber, isang mahalagang katangian ang pagpapakalat ng refractive index (material dispersion). Ito ay nagpapakita ng sarili sa pag-asa sa bilis ng pagpapalaganap ng isang optical signal sa haba ng daluyong. Bilang karagdagan, sa oras ng paggawa, kapag gumuhit ng isang quartz filament mula sa isang preform ng salamin, ang iba't ibang antas ng mga paglihis ay nangyayari kapwa sa geometry ng fiber at sa radial profile ng refractive index. Ang geometry + deviations mula sa perpektong profile ay gumagawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa nabanggit na pag-asa sa bilis ng pagpapalaganap ng isang optical signal sa wavelength - ito ay tinatawag na waveguide dispersion.
Ang Chromatic dispersion ay ang pinagsamang impluwensya ng mga material at waveguide dispersion.
Ang CD ay sinusunod kapag ang isang liwanag na signal ay kumakalat sa parehong single- at multimode fibers. Ngunit ito ay nagpapakita ng sarili nang mas malinaw sa isang solong mode dahil sa kawalan ng intermode dispersion dito.
Ang pamantayang GOST R IEC 60793-1-42-2013 ay tumutukoy sa mga sumusunod na pamamaraan:
phase shift;
parang multo na pagkaantala ng grupo sa domain ng oras;
pagkakaiba-iba ng phase shift;
interferometry.
Ang mga HD analyzer ay maaaring nahahati sa nakatigil at field.
Sa ngayon, ang pagsukat ng chromatic dispersion ay nagiging kritikal para sa mga telecom at service provider na naghahanap ng mga paraan upang pahusayin ang kanilang mga system sa pamamagitan ng pag-upgrade ng kanilang mga bit rate. Ang mga modernong chromatic dispersion analyzer ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pagganap, na nagpapahintulot sa lahat ng uri ng mga sukat ng CD, kabilang ang mga kondisyon sa field.
Halimbawa, tinutukoy ito ng FTB-5800 chromatic dispersion analyzer ng EXFO para sa komprehensibong pagsubok ng HD sa field gamit ang phase shift. Mula sa isang pinagmulan na matatagpuan sa isang gilid ng linya ng komunikasyon, isang modulated light signal ay ipinapadala sa optical fiber. Sa kabilang panig ng isang naibigay na linya ng komunikasyon, dumarating ang iba't ibang wavelength na may iba't ibang phase shift. Sa pamamagitan ng pagsukat sa mga pagbabagong ito, kinakalkula ang kaukulang mga pagkaantala sa oras at tinutukoy ang halaga ng CD.
Mayroon ding paraan tulad ng pagsukat ng oras ng paglipad(FOTR-168). Halimbawa, ang sistema ng pagsukat ng CD-OTDR batay dito ay batay dito, na nagpapahintulot sa pagsusuri ng chromatic dispersion ng mga indibidwal na mga hibla. Gumagamit ang pagsubok ng iisang hibla at maraming wavelength, na nagpapataas ng katumpakan ng pagsukat at nagpapababa ng oras ng pagsubok.
Isa pang paraan - pulso kinokontrol ng ITUT G650 standard. Ang paraan ng pulso ay nailalarawan sa pamamagitan ng direktang pagsukat ng pagkaantala ng mga light pulse ng iba't ibang mga wavelength kapag dumadaan sa isang optical fiber ng isang naibigay na haba.
