Hvad er spredning ifiberoptik?
Når du kaster en hvid lysstråle ind i et prisme, vil du se, at lyset består af regnbuebånd eller spektre. Dette fænomen er et eksempel på spredning. Rødt lys med en bølgelængde på 700nm og violet lys med en bølgelængde på 400nm er i hver sin ende af det synlige spektrum. Men hvad får lysets forskellige bølgelængder til at adskilles fra hinanden?
Det er glas! Uanset om det er et prisme lavet af glas eller en optisk fiber med en kerne af smeltet silicaglas, da glas er et spredningsmedium, har de alle evnen til at bøje forskellige bølgelængder af lys til forskellige vinkler. For at karakterisere glas eller andre typer medier, som lyset kan bevæge sig igennem, bruges en parameter, kaldet brydningsindekset (eller også kaldet brydningsindekset). Dette tal refererer til den hastighed, hvormed lyset bevæger sig gennem mediet. Det typiske brydningsindeks for single-mode fiber er omkring 1,461, hvilket betyder, at lys rejser 1,46 gange hurtigere i et vakuum end i fiber. Denne værdi varierer dog lidt ved forskellige bølgelængder. Typisk i optik, jo længere bølgelængde, jo lavere brydningsindeks.
Definitionen af lysets hastighed er: hastighed =lyshastighed / brydningsindeks.
Som et resultat, hvor forskellige farver i spektret rejser med forskellige hastigheder på grund af forskellen i brydningsindeks, på billedet ovenfor, rejser rødt lys hurtigere end blåt på grund af det lavere brydningsindeks. På afstand vil rød og blå være længere fra hinanden, så signalet bliver bredere.
Hvis det ikke administreres, kan dette forårsage alvorlige problemer i netværkskommunikationssystemer, især i applikationer med hurtig bithastighed. 40G-systemer er mere tilbøjelige til at sprede sig end 10G-systemer, fordi signalimpulserne er tættere ved kilden. Et 10G-system kan køre op til 100 kilometer uden fejl, mens et 40G-system kun kan køre nogle få kilometer uden en spredningskompensationsløsning.
(Det skal bemærkes, at specifikationerne for optiske fibre ofte vil angive gruppeindeksværdien i form af gruppehastighed frem for fasehastighed. Som følge heraf vil indeksværdien stige med bølgelængden. Dette kan f.eks. opnås ved at Corning ® SMF-28® Ultra single mode fiber se, hvor RFI @ 1310nm er 1,4676 og @ 1550nm er 1,4682)
Hvordan spredningskompensationsmoduler reducerer spredning
Dispersionskompensationsmodulet (eller DCM) bruges til at kompensere den akkumulerede dispersion i single-mode fiber, og dispersionskoefficienten bruges til at karakterisere dispersionsværdien. Almindelig SMF er omkring plus 16~17 ps/(nm*km) ved 1550nm. For korrekt at håndtere dette problem er DCM'er bygget ved hjælp af en speciel type spredningskompenserende fiber inde i modulet, som har en negativ spredningskoefficient, der spænder fra -30 til -300 ps/(nm*km).
For eksempel vil den kumulative spredning for en fiberlængde på 10km være plus 160~170 ps/nm, så for at kompensere for denne spredningsmængde vil DCM blive tilføjet i linket for at reducere den totale spredning tæt på til 0 ps med den angivne og beregnede fiberlængde /(nm*km). Shenzhen Xianyitong Technology leverer højkvalitets spredningskompensatorer til G652 og G655 optiske fibre, især til langdistance signaltransmission ved hastigheder over 10G.
