การกระจายตัวของเส้นใยคืออะไร?

การกระจายตัวของเส้นใยคืออะไร?

ส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกันหรือส่วนประกอบโหมดที่แตกต่างกันของสัญญาณออปติคัล (พัลส์) ที่ส่งในใยแก้วนําแสงแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกันและการบิดเบือนสัญญาณ (การขยายชีพจร) จะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หลังจากถึงระยะทางที่แน่นอน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายตัวหรือการกระจายตัวของใยแก้วนําแสง สัญญาณออปติคัลที่ส่งในใยแก้วนําแสงมีความกว้างสเปกตรัมที่แน่นอนกล่าวคือสัญญาณออปติคัลมีส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกันมากมาย ในเวลาเดียวกันในเส้นใยมัลติโหมดสัญญาณออปติคัลอาจประกอบด้วยหลายโหมดกล่าวคือส่วนประกอบความถี่แต่ละตัวอาจประกอบด้วยส่วนประกอบโหมดหลายอย่าง

การกระจายตัวของใยแก้วนําแสงหมายถึงการบิดเบือนสัญญาณที่เกิดจากส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกันและส่วนประกอบโหมดที่แตกต่างกันด้วยความเร็วการส่งที่แตกต่างกัน ในระบบการสื่อสารใยแก้วนําแสงแบบดิจิตอลการกระจายตัวจะขยายชีพจรออปติคัล เมื่อการกระจายตัวรุนแรงพัลส์ออพติคอลจะซ้อนทับกันทําให้เกิดการรบกวนของสัญลักษณ์ระหว่างกันและเพิ่มอัตราข้อผิดพลาดของบิต ดังนั้นการกระจายตัวของใยแก้วนําแสงไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการส่งผ่านของใยแก้วนําแสง แต่ยัง จํากัด ระยะรีเลย์ของระบบการสื่อสารใยแก้วนําแสง

เมื่อแสงแพร่กระจายในใยแก้วนําแสงเนื่องจากความถี่ของมันไม่ใช่ความถี่เดียวโหมดการทํางานไม่ใช่โหมดการทํางานเดียวดังนั้นความเร็วในการแพร่กระจายจะแตกต่างกันเล็กน้อยซึ่งเรียกว่าการกระจายตัว หากคลื่นที่ปรับเป็นพัลส์ดิจิตอลความกว้างของสัญญาณที่ถูกลดระดับจะถูกขยายซึ่งจะทําให้เกิดข้อผิดพลาดเล็กน้อยและ จํากัด การปรับปรุงอัตราการส่งข้อมูล เมื่อรูปคลื่นปรับเป็นสัญญาณอะนาล็อกระดับหลังจากการตรวจจับจะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของความถี่สัญญาณซึ่งแสดงให้เห็นถึงการบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้นและเพิ่มองค์ประกอบฮาร์มอนิกของคลื่นพื้นฐาน การส่งสัญญาณ CATV ในเครือข่ายใยแก้วนําแสงทําให้เกิดการเสื่อมสภาพของดัชนี CSO และ CTB ปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าลักษณะการกระจายตัวของใยแก้วนําแสงและลักษณะการกระจายตัวของหลังเรียกว่าลักษณะแบนด์วิดธ์ (หรือลักษณะความถี่)

การกระจายตัวของเส้นใยแสดงสถานะการแพร่กระจายของสัญญาณอินพุตในเส้นใยซึ่งหมายถึงการบิดเบือนสัญญาณที่เกิดจากส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกันหรือส่วนประกอบโหมดที่แตกต่างกันของสัญญาณออปติคัลที่แพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่รวมถึงการกระจายตัวระหว่างกันการกระจายตัวของสีและการกระจายตัวของโหมดโพลาไรซ์

การกระจายตัวระหว่างกัน

การกระจายตัวของ Intermodal เป็นกลไกการบิดเบือนสัญญาณในเส้นใยมัลติโหมดและคลื่นอื่น ๆ ในเส้นใยมัลติโหมดรังสีแสงที่เข้าสู่เส้นใยในมุมเหตุการณ์ที่แตกต่างกันจะถูกกําหนดเป็นเส้นทางหรือโหมด เนื่องจากเส้นทางการส่งที่แตกต่างกันของแต่ละโหมดความเร็วในการส่ง (ความเร็วกลุ่ม) จึงแตกต่างกันดังนั้นความแตกต่างของเวลาของการส่งสัญญาณระหว่างโหมดไปยังขั้วใยแก้วนําแสงจึงเกิดขึ้น โดยทั่วไปรังสีบางอย่างจะผ่านแกนกลางโดยตรง (โหมดแกน) ในขณะที่รังสีอื่น ๆ จะสะท้อนไปมาระหว่างขอบเขตการหุ้ม / แกนกลางและแพร่กระจายไปตามคลื่นซิกแซกดังแสดงในดัชนีขั้นตอนเส้นใยมัลติโหมดในรูปด้านล่าง ความจริงก็คือเมื่อแสงถูกหักเหการกระจายระหว่างโหมด / การกระจายตัวของโหมดเกิดขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่าง IMD และเส้นทางการส่งข้อมูล กล่าวคือ IMD ที่เกิดจากโหมดลําดับที่สูงขึ้น (เส้นทางจะยาวขึ้นเมื่อรังสีเข้าสู่มุมที่ใหญ่ขึ้น) สูงกว่าที่เกิดจากโหมดลําดับที่ต่ํากว่า (เส้นทางสั้นลงเมื่อรังสีเข้าสู่มุมที่เล็กกว่า)

เส้นใยมัลติโหมดสามารถรองรับการแพร่กระจายของแสงได้มากถึง 17 โหมดในเวลาเดียวกันและการกระจายตัวระหว่างโหมดนั้นสูงกว่าเส้นใยโหมดเดียว นี่เป็นเพราะเส้นใยโหมดเดียวมีโหมดการแพร่กระจายเดียวนั่นคือแสงจะแพร่กระจายไปตามแกนกลาง (โหมดแกน) โดยไม่สะท้อนถึงขอบเขตการหุ้มดังนั้นจึงไม่มีการกระจายระหว่างโหมด

อย่างไรก็ตามสถานการณ์จะแตกต่างกันหากใช้เส้นใยมัลติโหมดดัชนีเกรด แม้ว่าแสงจะแพร่กระจายในโหมดที่แตกต่างกันเนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงที่ไม่สม่ําเสมอของแกนเส้นทางแสงจึงไม่ใช่เส้นตรงแต่เป็นเส้นโค้งอีกต่อไปและความเร็วในการแพร่กระจายของแสงก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นการกระจายตัวระหว่างโหมดสามารถลดลงอย่างมากโดยการเลือกการกระจายดัชนีการหักเหของแสงที่เหมาะสม

การกระจายตัวของสี

การกระจายตัวของสีหมายถึงปรากฏการณ์ของการขยายชีพจรแสงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มที่แตกต่างกันของส่วนประกอบความยาวคลื่นที่แตกต่างกันในเส้นใยแสงรวมถึงการกระจายตัวของวัสดุและการกระจายคลื่น

การกระจายตัวของวัสดุเกิดจากการพึ่งพาดัชนีการหักเหของแสงความยาวคลื่นบนวัสดุหลักในขณะที่การกระจายตัวของคลื่นเกิดจากการพึ่งพาการแพร่กระจายโหมดคงที่ในพารามิเตอร์เส้นใย (รัศมีหลักความแตกต่างของดัชนีการหักเหของแสงระหว่างแกนและหุ้ม) และความยาวคลื่นสัญญาณ ในบางความถี่การกระจายตัวของวัสดุและการกระจายตัวของคลื่นสามารถยกเลิกซึ่งกันและกันเพื่อให้ได้ความยาวคลื่นใกล้กับการกระจายตัวของสีเป็นศูนย์

ในความเป็นจริงการกระจายตัวของสีนั้นไม่เอื้ออํานวยเสมอไป แสงแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในความยาวคลื่นหรือวัสดุที่แตกต่างกันส่งผลให้การขยายหรือการบีบอัดของพัลส์แสงในเส้นใยซึ่งทําให้สามารถปรับแต่งโปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสงเพื่อผลิตเส้นใยเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน G. 652 เส้นใยเป็นตัวอย่าง

การกระจายตัวของโหมดโพลาไรซ์

การกระจายตัวของโหมดโพลาไรซ์ (PMD) สะท้อนให้เห็นถึงการพึ่งพาโพลาไรซ์ของการแพร่กระจายของคลื่นแสงในใยแก้วนําแสง มีสองโหมดโพลาไรซ์ตั้งฉากกันในใยแก้วนําแสงจริง เป็นการดีที่โหมดโพลาไรซ์ทั้งสองควรมีลักษณะการแพร่กระจายของคลื่นแสงเหมือนกัน แต่โดยทั่วไปการพูดมีความแตกต่างเล็กน้อยในโหมดโพลาไรซ์ที่แตกต่างกัน นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงหรือการรบกวนของอุณหภูมิความดันและปัจจัยอื่น ๆ ในกระบวนการแพร่กระจายส่งผลให้ความเร็วในการส่งที่แตกต่างกันของโหมดโพลาไรซ์ทั้งสองส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของโหมดการล่าช้าและโพลาไรซ์

วิธีการชดเชยการกระจายตัว?

แม้ว่าการกระจายตัวของเส้นใยจะไม่ทําให้สัญญาณอ่อนตัวลง แต่จะทําให้ระยะการแพร่กระจายของสัญญาณภายในเส้นใยสั้นลงและทําให้เกิดการบิดเบือนสัญญาณ ตัวอย่างเช่น พัลส์ออพติคอล 1 นาโนวินาทีที่เครื่องส่งสัญญาณจะขยายเป็น 10 นาโนวินาทีที่ตัวรับสัญญาณ ทําให้ไม่สามารถรับสัญญาณและถอดรหัสได้ตามปกติ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสําคัญมากในการลดการกระจายตัวของเส้นใยหรือชดเชยการกระจายตัวใน DWDM และระบบส่งทางไกลอื่น ๆ ต่อไปนี้จะแนะนําสามกลยุทธ์การชดเชยการกระจายตัวที่ใช้กันทั่วไปและวิธีการ

เส้นใยชดเชยการกระจายตัว

โดยใช้เทคโนโลยีการชดเชยการกระจายตัวของเส้นใย (DCF) สามารถเพิ่มเส้นใยกระจายเชิงลบลงในเส้นใยทั่วไปได้ เมื่อเทียบกับเส้นใยชดเชยการกระจายตัวค่าการกระจายตัวของเส้นใยทั่วไปมีขนาดใหญ่มากและการกระจายตัวเป็นบวกซึ่งทําให้การกระจายแสงในเส้นใยชนิดนี้ลดลงหรือหายไป โดยการเพิ่มเส้นใยชดเชยการกระจายตัวเชิงลบให้กับมันการกระจายตัวทั้งหมดของสายไฟเบอร์ทั้งหมดสามารถเป็นศูนย์โดยประมาณเพื่อให้ได้ความเร็วสูงความจุขนาดใหญ่และการสื่อสารทางไกล มีกลไกการชดเชยสามอย่างในเส้นใยชดเชยการกระจายตัวรวมถึงการชดเชยล่วงหน้าการชดเชยโพสต์และการชดเชยแบบสมมาตร การกระจายตัวชดเชยเส้นใยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการอัพเกรดของการเชื่อมโยงเส้นใย 1310 นาโนเมตรซึ่งทําให้การทํางานที่ 1550 นาโนเมตร

ตะแกรงไฟเบอร์แบรกก์

ตะแกรงไฟเบอร์ Bragg (FBG) เป็นอุปกรณ์สะท้อนแสงที่ประกอบด้วยเส้นใยซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงหลักภายในระยะหนึ่ง ในระบบส่งกําลัง 100 กม. สามารถลดการกระจายตัวได้อย่างมากโดยใช้อุปกรณ์นี้ เมื่อลําแสงผ่านตะแกรง Bragg เส้นใยความยาวคลื่นที่ตรงตามเงื่อนไขการปรับจะสะท้อนและส่วนที่เหลือของความยาวคลื่นจะยังคงผ่านตะแกรง Bragg เส้นใยตามเส้นใย การใช้ตะแกรง Bragg ไฟเบอร์สําหรับการชดเชยการกระจายตัวมีข้อดีที่ดีเนื่องจากตะแกรง Bragg ไฟเบอร์สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์เส้นใยแบบพาสซีฟอื่น ๆ ที่มีการสูญเสียการแทรกต่ําและต้นทุนต่ํา นอกจากนี้ตะแกรง Bragg ไฟเบอร์สามารถใช้ไม่เพียง แต่เป็นตัวกรองการชดเชยการกระจาย แต่ยังเป็นเซ็นเซอร์ความคงตัวความยาวคลื่นของเลเซอร์ปั๊มและการแบ่งความยาวคลื่นวงแคบเพิ่ม / ลบตัวกรอง

การชดเชยการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์

การชดเชยการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์ (EDC) เป็นวิธีการชดเชยการกระจายตัวในการเชื่อมโยงการสื่อสารด้วยแสงโดยใช้การกรองอิเล็กทรอนิกส์ (หรือที่เรียกว่าการทําให้เท่าเทียมกัน) นั่นคือการกรองในช่องการสื่อสารเพื่อชดเชยการลดทอนสัญญาณที่เกิดจากสื่อการส่ง การชดเชยการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์มักจะเกิดขึ้นโดยตัวกรองตามขวางซึ่งมีเอาต์พุตเป็นผลรวมถ่วงน้ําหนักของชุดอินพุตล่าช้า มันสามารถปรับน้ําหนักตัวกรองโดยอัตโนมัติตามลักษณะของสัญญาณที่ได้รับนั่นคือการปรับตัว การชดเชยการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้ในระบบไฟเบอร์โหมดเดียวและระบบไฟเบอร์หลายโหมด นอกจากนี้ยังสามารถใช้ร่วมกับฟังก์ชั่นอื่น ๆ สําหรับ IC ตัวรับสัญญาณ 10Gbit / S สามารถลดต้นทุนเครื่องส่งสัญญาณของระบบไฟเบอร์โหมดเดียวได้อย่างมากและยังเพิ่มระยะการส่งผ่านของระบบไฟเบอร์หลายโหมดด้วยการสูญเสียต้นทุนการรับน้อยลง

คุณภาพของผลิตภัณฑ์ HTF มีการรับประกันและนําเข้าอุปกรณ์เสริม

รายชื่อผู้ติดต่อ: support@htfuture.com

Skype :sales5_ 1909,WeChat :16635025029