Войти
Модальная дисперсия - это механизм искажения, возникающий в многомодовых волокнах и других волноводах, в которых сигнал распространяется во времени, потому что распространение скорость оптического сигнала не является одинаковым для всех режимов. Другие названия этого явления включают многомодовое искажение, многомодовое искажение, модальное искажение, интермодальное искажение, интермодальное искажение ., и искажение интермодальной задержки .
В аналогии с лучевой оптикой модальную дисперсию в оптическом волокне со ступенчатым показателем преломления можно сравнить с многолучевым распространением радиосигнала . Лучи света входят в волокно под разными углами к оси волокна, вплоть до угла приема волокна . Лучи, которые входят под меньшим углом, проходят по более прямому пути и приходят раньше, чем лучи, входящие под большим углом (которые отражаются гораздо больше от границ ядра по мере их прохождения по длине волокно). Поступление различных компонентов сигнала в разное время искажает форму.
Модальная дисперсия ограничивает полосу многомодовых волокон. Например, типичное волокно со ступенчатым показателем преломления и сердцевиной 50 мкм будет ограничено примерно 20 МГц для длины в один километр, другими словами, шириной полосы 20 МГц · км. Модальная дисперсия может быть значительно уменьшена, но никогда полностью не устранена, путем использования сердцевины, имеющей профиль с градиентным показателем преломления . Однако многомодовые волокна с градиентным коэффициентом преломления, имеющие ширину полосы пропускания, превышающую 3,5 ГГц · км на длине волны 850 нм, в настоящее время обычно производятся для использования в каналах передачи данных 10 Гбит / с.
Модальную дисперсию не следует путать с хроматической дисперсией, искажением, которое возникает из-за различий в скорости распространения разных длин волн света. Модальное рассеяние происходит даже при использовании идеального монохроматического источника света.
Особым случаем модовой дисперсии является поляризационная модовая дисперсия (PMD), явление дисперсии волокна, обычно связанное с одномодовыми волокнами. PMD возникает, когда две моды, которые обычно движутся с одинаковой скоростью из-за геометрической формы сердцевины волокна и симметрии напряжений (например, две ортогональные поляризации в волноводе круглого или квадратного сечения), перемещаются с разными скоростями из-за случайных дефектов, которые нарушают симметрия.
В многомодовом оптическом волокне с распространяющимся множеством длин волн иногда трудно определить длину рассеянной волны среди всех имеющихся длин волн, если еще нет проблемы ухудшения качества обслуживания. Можно сравнить текущую оптическую мощность каждой длины волны с расчетными значениями и искать различия. После этого оптическое волокно тестируется встык. Если потери не обнаружены, то, скорее всего, имеется дисперсия с этой конкретной длиной волны. Обычно инженеры начинают тестировать волокно секцию за секцией, пока не достигнут затронутой секции; все длины волн проверяются, и затронутая длина волны вызывает потери на дальнем конце волокна. Можно легко подсчитать, какая часть волокна затронута, и заменить эту часть волокна новой. Замена оптического волокна требуется только в случае сильного рассеивания и нарушения обслуживания; в противном случае можно использовать различные методы для компенсации дисперсии.
