Σε τι είναι η διασποράοπτικές ίνες?
Όταν εκπέμπετε μια λευκή δέσμη φωτός σε ένα πρίσμα, θα δείτε ότι το φως αποτελείται από ζώνες ουράνιου τόξου ή φάσματα. Αυτό το φαινόμενο είναι ένα παράδειγμα διασποράς. Το κόκκινο φως με μήκος κύματος 700 nm και το ιώδες φως με μήκος κύματος 400 nm βρίσκονται στα αντίθετα άκρα του ορατού φάσματος. Τι προκαλεί όμως τα διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός να διαχωρίζονται το ένα από το άλλο;
Είναι γυαλί! Είτε πρόκειται για ένα πρίσμα από γυαλί είτε για μια οπτική ίνα με πυρήνα από τηγμένο γυαλί πυριτίου, καθώς το γυαλί είναι ένα μέσο διασποράς, όλα έχουν την ικανότητα να κάμπτουν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός σε διαφορετικές γωνίες. Για τον χαρακτηρισμό του γυαλιού ή άλλων τύπων μέσων μέσω των οποίων μπορεί να ταξιδέψει το φως, χρησιμοποιείται μια παράμετρος, που ονομάζεται δείκτης διάθλασης (ή ονομάζεται επίσης δείκτης διάθλασης). Αυτός ο αριθμός αναφέρεται στην ταχύτητα με την οποία το φως ταξιδεύει μέσα από το μέσο. Ο τυπικός δείκτης διάθλασης της ίνας μονής λειτουργίας είναι περίπου 1,461, πράγμα που σημαίνει ότι το φως ταξιδεύει 1,46 φορές πιο γρήγορα στο κενό από ό,τι στις ίνες. Ωστόσο, αυτή η τιμή ποικίλλει ελαφρώς σε διαφορετικά μήκη κύματος. Τυπικά στην οπτική, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος, τόσο χαμηλότερος είναι ο δείκτης διάθλασης.
Ο ορισμός της ταχύτητας του φωτός είναι: ταχύτητα =ταχύτητα φωτός / δείκτης διάθλασης.
Ως αποτέλεσμα, όπου διαφορετικά χρώματα του φάσματος ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες λόγω της διαφοράς στο δείκτη διάθλασης, στην παραπάνω εικόνα, το κόκκινο φως ταξιδεύει γρηγορότερα από το μπλε λόγω του χαμηλότερου δείκτη διάθλασης. Σε απόσταση, το κόκκινο και το μπλε θα απέχουν περισσότερο μεταξύ τους, επομένως το σήμα θα είναι ευρύτερο.
Εάν δεν το διαχειριστείτε, αυτό μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στα συστήματα επικοινωνίας δικτύου, ειδικά σε εφαρμογές γρήγορου ρυθμού bit. Τα συστήματα 40G είναι πιο επιρρεπή σε διασπορά από τα συστήματα 10G επειδή οι παλμοί του σήματος είναι πιο πυκνοί στην πηγή. Ένα σύστημα 10G μπορεί να τρέξει έως και 100 χιλιόμετρα χωρίς βλάβη, ενώ ένα σύστημα 40G μπορεί να τρέξει μόνο λίγα χιλιόμετρα χωρίς λύση αντιστάθμισης διασποράς.
(Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι προδιαγραφές για τις οπτικές ίνες συχνά δηλώνουν την τιμή του δείκτη ομάδας ως προς την ταχύτητα ομάδας και όχι με την ταχύτητα φάσης. Ως αποτέλεσμα, η τιμή του δείκτη θα αυξάνεται με το μήκος κύματος. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, για παράδειγμα, από την Corning ® SMF-28® Ultra single mode fiber δείτε πού RFI @ 1310nm είναι 1,4676 και @ 1550nm είναι 1,4682)
Πώς οι μονάδες αντιστάθμισης διασποράς μειώνουν τη διασπορά
Η μονάδα αντιστάθμισης διασποράς (ή DCM) χρησιμοποιείται για την αντιστάθμιση της συσσωρευμένης διασποράς σε ίνα μονής λειτουργίας και ο συντελεστής διασποράς χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό της τιμής διασποράς. Το κανονικό SMF είναι περίπου συν 16~17 ps/(nm*km) στα 1550nm. Για τη σωστή διαχείριση αυτού του προβλήματος, τα DCM κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας έναν ειδικό τύπο ίνας αντιστάθμισης διασποράς μέσα στη μονάδα που έχει αρνητικό συντελεστή διασποράς που κυμαίνεται από -30 έως -300 ps/(nm*km).
Για παράδειγμα, η αθροιστική διασπορά για 1{3}}km μήκους ίνας θα είναι συν 160~170 ps/nm, επομένως για να αντισταθμιστεί αυτή η ποσότητα διασποράς, θα προστεθεί το DCM στον σύνδεσμο για να μειωθεί το κλείσιμο της συνολικής διασποράς έως 0 ps με το καθορισμένο και υπολογισμένο μήκος ίνας /(nm*km). Η τεχνολογία Shenzhen Xianyitong παρέχει αντισταθμιστές διασποράς υψηλής ποιότητας για τις οπτικές ίνες G652 και G655, ειδικά για μετάδοση σήματος σε μεγάλες αποστάσεις σε ρυθμούς άνω των 10G.
