V čem je disperzevláknová optika?
Když posvítíte bílým paprskem světla do hranolu, uvidíte, že světlo se skládá z duhových pásů neboli spekter. Tento jev je příkladem rozptylu. Červené světlo o vlnové délce 700nm a fialové světlo o vlnové délce 400nm jsou na opačných koncích viditelného spektra. Co však způsobuje, že se různé vlnové délky světla od sebe oddělují?
Je to sklo! Ať už se jedná o hranol vyrobený ze skla nebo optické vlákno s jádrem z taveného křemičitého skla, protože sklo je disperzní médium, všechny mají schopnost ohýbat různé vlnové délky světla do různých úhlů. K charakterizaci skla nebo jiných typů médií, kterými se světlo může šířit, se používá parametr zvaný index lomu (nebo také index lomu). Toto číslo se vztahuje k rychlosti, kterou světlo prochází médiem. Typický index lomu jednovidového vlákna je asi 1,461, což znamená, že světlo se ve vakuu šíří 1,46krát rychleji než ve vláknu. Tato hodnota se však na různých vlnových délkách mírně liší. V optice obvykle platí, že čím delší je vlnová délka, tím nižší je index lomu.
Definice rychlosti světla je: rychlost =rychlost světla / index lomu.
V důsledku toho, kde různé barvy spektra cestují různými rychlostmi kvůli rozdílu v indexu lomu, na obrázku výše se červené světlo šíří rychleji než modré kvůli nižšímu indexu lomu. Na dálku budou červená a modrá dále od sebe, takže signál bude širší.
Pokud není spravováno, může to způsobit vážné problémy v systémech síťové komunikace, zejména v aplikacích s vysokou přenosovou rychlostí. Systémy 40G jsou náchylnější k rozptylu než systémy 10G, protože signálové pulsy jsou u zdroje hustší. Systém 10G dokáže bez poruchy ujet až 100 kilometrů, zatímco systém 40G dokáže ujet pouze několik kilometrů bez řešení kompenzace rozptylu.
(Je třeba poznamenat, že specifikace pro optická vlákna budou často uvádět hodnotu skupinového indexu ve smyslu skupinové rychlosti spíše než fázové rychlosti. V důsledku toho bude hodnota indexu narůstat s vlnovou délkou. Toho lze dosáhnout např. pomocí Corning ® SMF-28® Ultra jednovidové vlákno viz, kde RFI @ 1310nm je 1,4676 a @ 1550nm je 1,4682)
Jak moduly pro kompenzaci rozptylu snižují rozptyl
Modul pro kompenzaci disperze (neboli DCM) se používá ke kompenzaci akumulované disperze v jednovidovém vláknu a koeficient disperze se používá k charakterizaci hodnoty disperze. Běžné SMF je asi plus 16~17 ps/(nm*km) při 1550nm. Aby se tento problém správně vyřešil, jsou DCM sestaveny pomocí speciálního typu vlákna pro kompenzaci disperze uvnitř modulu, které má záporný koeficient rozptylu v rozsahu od -30 do -300 ps/(nm*km).
Kumulativní rozptyl pro vlákno o délce 10 km bude například plus 160~170 ps/nm, takže pro kompenzaci tohoto množství rozptylu bude do odkazu přidán DCM, aby se snížil celkový rozptyl. na 0 ps se zadanou a vypočtenou délkou vlákna /(nm*km). Technologie Shenzhen Xianyitong poskytuje vysoce kvalitní kompenzátory disperze pro optická vlákna G652 a G655, zejména pro přenos signálu na dlouhé vzdálenosti rychlostí nad 10G.
