Διασπορά οπτικών ινών: Τύποι, αιτίες και πότε πρέπει να διορθωθεί

Η διασπορά οπτικών ινών είναι η διεύρυνση ενός παλμού φωτός καθώς ταξιδεύει μέσω της ίνας. Όταν οι παλμοί εξαπλώνονται πολύ μακριά, επικαλύπτονται στον δέκτη, προκαλώντας σφάλματα bit που περιορίζουν τόσο το εύρος ζώνης όσο και την εμβέλεια. Για παράδειγμα, σε έναν σύνδεσμο μονής λειτουργίας 10 Gbps που τρέχει 80 km στα 1550 nm, η συσσωρευμένη χρωματική διασπορά μπορεί να υπερβεί τα 1.300 ps/nm - αρκετά για να κλείσει τελείως το οφθαλμικό διάγραμμα, εάν αφεθεί χωρίς διαχείριση.

Για τους μηχανικούς δικτύων και τους σχεδιαστές συστημάτων, η πρακτική ερώτηση σπάνια είναι "Τι είναι η διασπορά;" αλλά μάλλον "Ποιος τύπος διασποράς είναι κυρίαρχος στον σύνδεσμό μου και απαιτεί αποζημίωση;" Αυτός ο οδηγός απαντά σε αυτό το ερώτημα διερευνώντας τους κύριους μηχανισμούς διασποράς, τις αιτίες τους και τις μεθόδους αντιστάθμισης που είναι διαθέσιμες σήμερα - από παλαιού τύπου λειτουργικές μονάδες DCF έως σύγχρονο συνεκτικό DSP.
 

Τι είναι η διασπορά οπτικών ινών;

Η διασπορά σημαίνει ότι ένας σύντομος οπτικός παλμός δεν παραμένει βραχύς καθώς διαδίδεται μέσω της ίνας. Διαδίδεται στον χρόνο. Όσο περισσότερο εξαπλώνεται, τόσο πιο δύσκολο γίνεται για τον δέκτη να διακρίνει το ένα bit από το επόμενο. Σύμφωνα με τοΠρότυπο ITU-T G.652, ο συντελεστής χρωματικής διασποράς της τυπικής ίνας απλής-λειτουργίας καθορίζεται σε περίπου 17 ps/(nm·km) κοντά στα 1550 nm - μια παράμετρος που καθορίζει άμεσα το πόσο γρήγορα διευρύνονται οι παλμοί σε απόσταση.

Η διασπορά δεν είναι ένα ενιαίο αποτέλεσμα. Διαφορετικοί τύποι ινών και αρχιτεκτονικές συστημάτων επηρεάζονται από διαφορετικούς μηχανισμούς. Σεπολυτροπική ίνα, κυριαρχεί η τροπική διασπορά. Σείνα μονής-λειτουργίας, η χρωματική διασπορά και η διασπορά του τρόπου πόλωσης είναι οι βασικές ανησυχίες. Η κατανόηση του μηχανισμού που εφαρμόζεται στον τύπο ινών σας είναι το πρώτο βήμα προς τη σωστή σχεδιαστική απόφαση.

Τι προκαλεί τη διασπορά οπτικών ινών;

Η διασπορά προκύπτει από τις φυσικές ιδιότητες της ίνας και της πηγής φωτός. Κάθε τύπος διασποράς έχει μια ξεχωριστή αιτία:

Τροπική διασποράπροκαλείται από την ύπαρξη πολλαπλών μονοπατιών διάδοσης (modes) στην πολύτροπη ίνα. Οι λειτουργίες υψηλότερης-παραγγελίας ταξιδεύουν πιο αποτελεσματικές διαδρομές από τις λειτουργίες χαμηλότερης-παραγγελίας, επομένως φτάνουν στον δέκτη σε διαφορετικές ώρες. Το αποτέλεσμα είναι η διεύρυνση του παλμού που επιδεινώνεται με την απόσταση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η πολύτροπη ίνα έχει εγγενή όρια προσέγγισης - μια ίνα OM3 που υποστηρίζει 10GBASE-SR, για παράδειγμα, βαθμολογείται σε μόλις 300 μέτρα.

Χρωματική διασποράπροκαλείται από τον εξαρτώμενο από το μήκος κύματος-δείκτη διάθλασης του γυαλιού. Επειδή κανένα λέιζερ δεν εκπέμπει ένα απόλυτα μοναδικό μήκος κύματος, διαφορετικά φασματικά στοιχεία ταξιδεύουν με ελαφρώς διαφορετικές ταχύτητες. Η χρωματική διασπορά έχει δύο υπο-συστατικά: τη διασπορά υλικού (από το ίδιο το γυαλί) και τη διασπορά κυματοδηγού (από τη γεωμετρία του πυρήνα της ίνας-της επένδυσης). Το συνδυασμένο τους αποτέλεσμα καθορίζει τη συνολική χρωματική διασπορά σε οποιοδήποτε δεδομένο μήκος κύματος. Η τυπική ίνα G.652 έχει μηδενικό μήκος κύματος-διασποράς κοντά στα 1310 nm, γι' αυτό συχνά λειτουργούσαν εκεί παλαιού τύπου συστήματα. Στα 1550 nm - το προτιμώμενο παράθυρο για μεγάλες-αποστάσεις καιΜετάδοση DWDMλόγω χαμηλότερης εξασθένησης - η χρωματική διασπορά συσσωρεύεται σημαντικά και πρέπει να διαχειρίζεται σε οποιονδήποτε σύνδεσμο πέρα ​​από μερικές δεκάδες χιλιόμετρα στα 10 Gbps ή παραπάνω.

Διασπορά τρόπου πόλωσης (PMD)προκαλείται από ασυμμετρίες στον πυρήνα της ίνας. Σε μια ιδανική ίνα, δύο ορθογώνιες καταστάσεις πόλωσης θα ταξιδεύουν με την ίδια ακριβώς ταχύτητα. Στην πράξη, οι κατασκευαστικές ατέλειες, η μηχανική καταπόνηση και οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εισάγουν διπλή διάθλαση που προκαλεί τη μία κατάσταση πόλωσης να φτάσει ελαφρώς μπροστά από την άλλη. Το PMD είναι ένα στατιστικό αποτέλεσμα - ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο και κατά μήκος της ίνας -, γεγονός που καθιστά δυσκολότερη την αντιστάθμιση με σταθερά οπτικά στοιχεία. Συνήθως αποτελεί θέμα σχεδιασμού σε συνδέσμους παλαιού τύπου 10G και 40G που υπερβαίνουν τα 200–300 km ή σε συστήματα που επαναχρησιμοποιούν παλαιότερες εγκαταστάσεις ινών με υψηλότερους συντελεστές PMD (πάνω από 0,5 ps/√km).

Οι τρεις κύριοι τύποι διασποράς οπτικών ινών

Modal Dispersion

Η τροπική διασπορά είναι ο κυρίαρχος περιοριστής εύρους ζώνης στην πολυτροπική ίνα. Εμφανίζεται επειδή η πολύτροπη ίνα υποστηρίζει εκατοντάδες ή και χιλιάδες τρόπους διάδοσης, ο καθένας ακολουθώντας μια ελαφρώς διαφορετική διαδρομή μέσω του πυρήνα. Η διαβαθμισμένη-πολυτροπική ίνα ευρετηρίου (OM1 έως OM5) μειώνει τη τροπική διασπορά μεταβάλλοντας το προφίλ του δείκτη διάθλασης σε όλο τον πυρήνα, κατευθύνοντας λειτουργίες υψηλότερης-τάξης, ώστε να πλησιάζουν έγκαιρα τις λειτουργίες χαμηλότερης- τάξης. Ακόμα κι έτσι, το αποτελεσματικό εύρος ζώνης της ίνας θέτει ένα σκληρό ανώτατο όριο στο προϊόν ταχύτητας bit × απόσταση. Μια ραχοκοκαλιά πανεπιστημιούπολης που τρέχει 10G πάνω από OM3 στα 300 m λειτουργεί κοντά σε αυτό το ανώτατο όριο. η ώθηση πέρα ​​από αυτήν συνήθως απαιτεί μια μετάβαση σε ίνα μονής{12}}λειτουργίας αντί σε αντισταθμιστή διασποράς.

Χρωματική Διασπορά

Η χρωματική διασπορά είναι η κύρια μηχανική βλάβη σε συστήματα μονής-μακράς-προσέγγισης και DWDM. Το μέγεθός του εξαρτάται από τρεις παράγοντες: τον συντελεστή διασποράς της ίνας, το φασματικό πλάτος της πηγής και την απόσταση ζεύξης. Για μια τυπική ίνα G.652 στα 1550 nm, η συσσωρευμένη διασπορά σε 100 km είναι περίπου 1.700 ps/nm. Στα 10 Gbps (διαμόρφωση NRZ), η ανοχή διασποράς είναι περίπου 1.000 ps/nm, που σημαίνει ότι μια ζεύξη χωρίς αντιστάθμιση στα 1550 nm περιορίζεται σε περίπου 60 km με αυτόν τον ρυθμό.

Μια απόχρωση που αξίζει να σημειωθεί: μια μέτρια ποσότητα χρωματικής διασποράς μπορεί πραγματικά να ωφελήσει τα συστήματα DWDM. Όπως περιγράφεται στη λευκή βίβλο του Corning γιασχεδιασμός ινών για δίκτυα DWDM, η υπολειπόμενη διασπορά μειώνει την απόδοση αντιστοίχισης φάσης της ανάμειξης τεσσάρων-κυμάτων (FWM) - ενός μη γραμμικού φαινομένου που υποβαθμίζει τα κανάλια σε κοντινή απόσταση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αναπτύχθηκαν μετατοπισμένες ίνες χωρίς-μηδενική διασπορά- (G.655 και G.656): διατηρούν μια μικρή αλλά μη μηδενική διασπορά στα 1550 nm για να καταστέλλουν το FWM ενώ παράλληλα διατηρούν τη συνολική διασπορά διαχειρίσιμη.

Διασπορά λειτουργίας πόλωσης (PMD)

Το PMD είναι συνήθως μια ανησυχία δεύτερης- τάξης σε σύγκριση με τη χρωματική διασπορά, αλλά γίνεται σημαντική σε συγκεκριμένα σενάρια. Τα παλαιού τύπου συστήματα υψηλού-ρυθμού bit (40 Gbps και άνω) είναι πιο ευαίσθητα στο PMD, επειδή οι μικρότερες περίοδοι bit αφήνουν μικρότερο περιθώριο για καθυστέρηση διαφορικής ομάδας (DGD). Σύνδεσμοι που εκτελούνται πάνω από παλαιότερες ίνες με συντελεστές PMD πάνω από 0,5 ps/√km - συνηθισμένοι σε καλώδια που έχουν εγκατασταθεί πριν από τα μέσα-της δεκαετίας του 1990 - ενδέχεται να συναντήσουν όρια PMD πριν από τα όρια χρωματικής διασποράς. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η μέτρηση και ο χαρακτηρισμός της PMD γίνονται μέρος της διαδικασίας αποδοχής συνδέσμων. Σύγχρονη συνεκτικήαναμεταδότεςχειριστείτε την αντιστάθμιση PMD στο DSP, το οποίο έχει μειώσει σημαντικά το PMD ως αυτόνομο εμπόδιο ανάπτυξης σε νέες εκδόσεις.

Ποιος τύπος διασποράς έχει σημασία στον σύνδεσμό σας;

Η απάντηση εξαρτάται από τον τύπο της ίνας, την απόσταση, τον ρυθμό δεδομένων και την αρχιτεκτονική του συστήματος. Ακολουθεί ένα πρακτικό πλαίσιο απόφασης:

Βήμα 1: Προσδιορίστε τον τύπο της ίνας.Εάν εργάζεστε με πολυτροπική ίνα (OM1–OM5), η διασπορά των τρόπων είναι το κύριο μέλημά σας. Η χρωματική διασπορά και η PMD είναι αμελητέα σε τυπικές αποστάσεις πολλαπλών τρόπων. Εάν εργάζεστε με ίνα μονής-λειτουργίας (OS1 ή OS2), μεταβείτε στο βήμα 2.

Βήμα 2: Εξετάστε το μήκος κύματος.Στα 1310 nm, η χρωματική διασπορά στην ίνα G.652 είναι σχεδόν μηδενική, επομένως σπάνια χρειάζεται αντιστάθμιση ακόμη και σε μέτριες αποστάσεις. Στα 1550 nm, η διασπορά συσσωρεύεται σε περίπου 17 ps/(nm·km) και απαιτείται σχεδιασμός αντιστάθμισης για μεγαλύτερες ζεύξεις.

Βήμα 3: Αξιολογήστε τον ρυθμό δεδομένων.Οι υψηλότεροι ρυθμοί bit έχουν πιο αυστηρές ανοχές διασποράς. Ένα σήμα NRZ 10G ανέχεται περίπου 1.000 ps/nm. ένα σήμα NRZ 40G ανέχεται μόνο περίπου 60 ps/nm. Τα συνεκτικά συστήματα 100G/400G χρησιμοποιούν προηγμένη διαμόρφωση και DSP που επεκτείνουν σημαντικά την ανοχή διασποράς.

Βήμα 4: Ελέγξτε την αρχιτεκτονική του συστήματος.Σε έναν σύνδεσμο-προς-σημείο απευθείας-εντοπισμού, μπορεί να χρειαστείτε αντιστάθμιση εξωτερικής διασποράς. Σε ένα σύγχρονο συνεκτικό σύστημα DWDM, ο αναμεταδότης DSP συνήθως χειρίζεται τη χρωματική διασπορά και το PMD ψηφιακά, εξαλείφοντας συχνά την ανάγκη για αυτόνομες μονάδες αντιστάθμισης.

Πότε χρειάζεστε αποζημίωση διασποράς;

Δεν χρειάζεται κάθε σύνδεσμος ξεχωριστό στάδιο αντιστάθμισης. Ένας σύνδεσμος μονής-λειτουργίας 10G που τρέχει 20 km στα 1310 nm, για παράδειγμα, συσσωρεύει αμελητέα χρωματική διασπορά και δεν χρειάζεται καθόλου αντιστάθμιση. Αλλά η αποζημίωση καθίσταται απαραίτητη όταν συγκλίνουν πολλές συνθήκες:

Ο σύνδεσμος λειτουργεί στα 1550 nm σε αποστάσεις όπου η συσσωρευμένη χρωματική διασπορά υπερβαίνει την ανοχή του δέκτη. Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι 10 Gbps ή υψηλότερος με οπτικά απευθείας-ανίχνευσης. Το σύστημα είναι ένα δίκτυο μεταφορών DWDM με σφιχτόπροϋπολογισμός οπτικής ισχύοςκαι απαιτήσεις απομείωσης. Ή η μονάδα ινών έχει γνωστά προβλήματα PMD - παλαιότερα καλώδια, εναέριες διαδρομές που υπόκεινται σε φόρτιση ανέμου ή εγκαταστάσεις υψηλής- καταπόνησης.

Ο πρακτικός κανόνας: εάν κάνετε ήδη σχεδιασμό προϋπολογισμού σύνδεσης και απομείωσης, αξιολογήστε τη διασπορά στην ίδια φάση. Η αντιμετώπισή του κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού είναι πολύ πιο εύκολη από την αντιμετώπιση διακοπτόμενων σφαλμάτων μετά την ανάπτυξη.

Σύγκριση μεθόδων αντιστάθμισης διασποράς

Υπάρχουν τρεις κύριες προσεγγίσεις για τη διαχείριση της διασποράς σε συνδέσμους ινών. Το καθένα ταιριάζει σε διαφορετικό πλαίσιο συστήματος.

Ίνα αντιστάθμισης διασποράς (DCF)

Το DCF είναι μια ειδικά σχεδιασμένη ίνα με μεγάλο αρνητικό συντελεστή διασποράς (συνήθως −80 έως −100 ps/(nm·km) στα 1550 nm). Ένα υπολογισμένο μήκος DCF εισάγεται στον σύνδεσμο - συνήθως στις θέσεις του ενισχυτή - για να αντισταθμίσει τη θετική χρωματική διασπορά που συσσωρεύεται στην ίνα μετάδοσης. Το DCF είναι η τυπική μέθοδος αντιστάθμισης στα μακρινά-συστήματα DWDM 10G για περισσότερες από δύο δεκαετίες. Τα κύρια μειονεκτήματά του είναι η προστιθέμενη απώλεια εισαγωγής (που απαιτεί πρόσθετη ενίσχυση), η αυξημένη καθυστέρηση και η πρόσθετη μη γραμμική επίδραση λόγω της μικρής ενεργού περιοχής του DCF.

Τρίφωμα Bragg Fiber Bragg (FBG)

Οι αντισταθμιστές διασποράς που βασίζονται σε -FBG χρησιμοποιούν μια δομή περιοδικού δείκτη διάθλασης γραμμένη σε ένα μικρό τμήμα ίνας. Το πλέγμα δημιουργεί καθυστερήσεις ανάκλασης που εξαρτώνται από το μήκος κύματος-που αντιστρέφουν τη διασπορά που συσσωρεύεται κατά τη μετάδοση. Οι μονάδες FBG είναι πιο συμπαγείς από τις μπομπίνες DCF και εισάγουν μικρότερη καθυστέρηση. Διατίθενται σε παραλλαγές σταθερής-διασποράς και συντονισμού. Τα ρυθμιζόμενα FBG είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε δίκτυα DWDM με δυνατότητα επαναδιαμόρφωσης, όπου ο χάρτης διασποράς μπορεί να αλλάξει καθώς προστίθενται ή επαναδρομολογούνται τα κανάλια.

Ηλεκτρονική και ψηφιακή επεξεργασία σήματος (DSP)

Τα σύγχρονα συνεκτικά οπτικά συστήματα αντισταθμίζουν τη διασπορά ψηφιακά στο DSP του δέκτη. Ο συνεκτικός δέκτης καταγράφει τόσο το πλάτος όσο και τη φάση του οπτικού πεδίου, το οποίο παρέχει αρκετές πληροφορίες για το DSP να αντιστρέψει υπολογιστικά τη χρωματική διασπορά και το PMD. Όπως τεκμηριώνεται από τοIEEE 802.3ομάδες εργασίας και βιομηχανικές υλοποιήσεις, συνεκτικοί αναμεταδότες 100G, 400G και 800G αντισταθμίζουν συνήθως δεκάδες χιλιάδες ps/nm χρωματικής διασποράς στο DSP - εξαλείφοντας εντελώς την ανάγκη για ενσωματωμένες μονάδες DCF ή FBG. Αυτή η αλλαγή έχει αλλάξει θεμελιωδώς το σχεδιασμό του δικτύου-μακριών αποστάσεων: οι νεότερες συνεκτικές αναπτύξεις DWDM συνήθως παραλείπουν το αυτόνομο υλικό αντιστάθμισης διασποράς.

DCF εναντίον FBG εναντίον DSP

Πώς να επιλέξετε τη σωστή στρατηγική αποζημίωσης

Συστήματα παλαιού τύπου 10G ή μηχανικής DWDM

Σε δίκτυα που έχουν δημιουργηθεί γύρω από πλατφόρμες άμεσης-ανίχνευσης 10G ή πρώιμης DWDM, η αντιστάθμιση οπτικού-τομέα με DCF ή FBG αποτελεί συχνά ήδη μέρος του σχεδιασμού του συστήματος γραμμής. Αυτά τα συστήματα βασίζονται σε προσεκτικούς χάρτες διασποράς - προγραμματισμένες ακολουθίες θετικών και αρνητικών τμημάτων διασποράς - για να διατηρήσουν τη συσσωρευμένη διασπορά εντός της ανοχής του δέκτη σε κάθε εύρος ενισχυτή. Εάν διατηρείτε ή επεκτείνετε ένα τέτοιο δίκτυο, εργαστείτε εντός του υπάρχοντος χάρτη διασποράς αντί να επανασχεδιάζετε την προσέγγιση αντιστάθμισης. Οι ανταλλακτικές μονάδες DCF ή οι ρυθμιζόμενοι αντισταθμιστές FBG είναι τα βασικά εργαλεία εδώ.

Σύγχρονα Συνεκτικά Οπτικά Συστήματα

Εάν ο σύνδεσμος χρησιμοποιεί συνεκτικούς αναμεταδότες (100G, 400G ή περισσότερο), το DSP χειρίζεται εσωτερικά τη χρωματική διασπορά και την αντιστάθμιση PMD. Η συζήτηση σχεδιασμού αλλάζει από το "Ποια μονάδα DCM χρειάζομαι;" σε "Ποια είναι η συνολική συσσωρευμένη διασπορά και είναι εντός του εύρους DSP του αναμεταδότη;" Οι περισσότεροι σύγχρονοι συνεκτικοί αναμεταδότες ανέχονται πολύ περισσότερα από 50.000 ps/nm χρωματικής διασποράς - που ισοδυναμεί με περισσότερα από 3.000 km ίνας G.652 στα 1550 nm. Σε αυτά τα συστήματα, οι αυτόνομες μονάδες DCF ή FBG προσθέτουν περιττές απώλειες και πολυπλοκότητα. Η κατάργηση του DCF παλαιού τύπου κατά την αναβάθμιση σε συνεκτικό είναι ένα σύνηθες και καλά τεκμηριωμένο βήμα βελτιστοποίησης στον εκσυγχρονισμό του δικτύου μεγάλων αποστάσεων.

Σύντομοι{0}}Σύνδεσμοι προσέγγισης πολλαπλών λειτουργιών

Για συνδέσμους πολλαπλών λειτουργιών σε περιβάλλοντα πανεπιστημιούπολης ή κέντρου δεδομένων, τα προϊόντα αντιστάθμισης χρωματικής διασποράς είναι άσχετα. Ο περιορισμός εύρους ζώνης είναι τροπικός, όχι χρωματικός. Εάν μια σύνδεση πολλαπλών λειτουργιών δεν πληροί τις απαιτήσεις απόδοσης, τα πρώτα πράγματα που πρέπει να ελέγξετε είναι ο βαθμός ίνας (OM3 έναντι OM4 έναντι OM5), το μήκος σύνδεσης σε σχέση με το πρότυπο εφαρμογής, η ποιότητα σύνδεσης καισυμβατότητα πομποδέκτη. Η αναβάθμιση σε μια-πολυτροπική ίνα υψηλότερης ποιότητας ή η μετάβαση σε ίνα και οπτική ίνα μονής-λειτουργίας είναι η πρακτική διαδρομή - χωρίς την προσθήκη αντισταθμιστή διασποράς.

Κοινά λάθη και παρανοήσεις

Υποθέτοντας ότι όλη η διασπορά είναι επιβλαβής.Στα συστήματα DWDM, μια ελεγχόμενη ποσότητα χρωματικής διασποράς καταστέλλει την ανάμειξη τεσσάρων-κυμάτων και άλλες μη γραμμικές ποινές. Οι μετατοπισμένες ίνες χωρίς-μηδενική διασπορά- (G.655) σχεδιάστηκαν ειδικά για να διατηρούν αυτήν την ευεργετική υπολειμματική διασπορά στα 1550 nm.

Υποθέτοντας ότι κάθε σύνδεσμος χρειάζεται αποζημίωση.Μια ζεύξη 10G στα 1310 nm πάνω από 40 km ίνας G.652 λειτουργεί καλά εντός της ανοχής χρωματικής διασποράς. Πολλοί σύνδεσμοι επιχειρήσεων και μετρό δεν χρειάζονται καθόλου αποζημίωση - η οπτική και η ίνα το χειρίζονται εγγενώς.

Υποθέτοντας ότι η ίνα μονής-λειτουργίας δεν έχει διασπορά.Η ίνα μονής-λειτουργίας εξαλείφει τη τροπική διασπορά, αλλά η χρωματική διασπορά και η PMD παραμένουν. Στα 1550 nm, η χρωματική διασπορά στην ίνα G.652 είναι σημαντική και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε κάθε σχεδιασμό μακράς- προσέγγισης.

Επιλογή μεθόδου αποζημίωσης πριν από τον εντοπισμό της κυρίαρχης απομείωσης.Το DCF απευθύνεται μόνο στη χρωματική διασπορά. Το FBG απευθύνεται μόνο στη χρωματική διασπορά. Το DSP σε συνεκτικά συστήματα αντιμετωπίζει τόσο τη χρωματική διασπορά όσο και το PMD. Η επιλογή της μεθόδου πριν καταλάβουμε ποια απομείωση είναι κυρίαρχη οδηγεί σε χαμένη προσπάθεια και προϋπολογισμό.

Συχνές Ερωτήσεις

Η ίνα μονής-λειτουργίας έχει διασπορά;

Ναί. Η ίνα μονής-λειτουργίας εξαλείφει τη τροπική διασπορά επειδή υποστηρίζει μόνο έναν τρόπο διάδοσης, αλλά εξακολουθεί να παρουσιάζει χρωματική διασπορά και διασπορά τρόπου πόλωσης. Η χρωματική διασπορά στην τυπική ίνα απλής-λειτουργίας G.652 είναι περίπου 17 ps/(nm·km) στα 1550 nm και σχεδόν μηδέν στα 1310 nm.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της τροπικής και της χρωματικής διασποράς;

Η τροπική διασπορά προκαλείται από πολλαπλές διαδρομές φωτός (modes) που φτάνουν σε διαφορετικούς χρόνους στην πολύτροπη ίνα. Η χρωματική διασπορά προκαλείται από διαφορετικά μήκη κύματος που ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες σε οποιονδήποτε τύπο ινών, αν και είναι πρωτίστως μια ανησυχία σε συστήματα μονής-λειτουργίας. Η τροπική διασπορά επηρεάζει μόνο την πολύτροπη ίνα. Η χρωματική διασπορά επηρεάζει τόσο την πολύτροπη όσο και την ίνα μονής-λειτουργίας, αλλά έχει σχεδιαστεί κυρίως σε συνδέσμους μακράς-προσέγγισης μονής-λειτουργίας.

Πότε είναι απαραίτητη η αντιστάθμιση διασποράς;

Η αντιστάθμιση είναι συνήθως απαραίτητη όταν ένας σύνδεσμος μονής-λειτουργίας στα 1550 nm υπερβαίνει την ανοχή χρωματικής διασποράς του δέκτη -, για παράδειγμα, περίπου 60 km στα 10 Gbps με διαμόρφωση NRZ σε ίνα G.652. Σε συνεκτικά συστήματα (100G και άνω), ο αναμεταδότης DSP αντισταθμίζει τη διασπορά εσωτερικά, επομένως οι αυτόνομες μονάδες αντιστάθμισης είναι συνήθως περιττές.

Μπορεί η συνεκτική οπτική να εξαλείψει την ανάγκη για DCF;

Στις περισσότερες περιπτώσεις, ναι. Οι σύγχρονοι συνεκτικοί αναμεταδότες αντισταθμίζουν τη χρωματική διασπορά και το PMD ψηφιακά, με τυπική ανοχή CD που υπερβαίνει τα 50.000 ps/nm. Πολλοί χειριστές αφαιρούν ενεργά το παλαιού τύπου DCF κατά την αναβάθμιση σε συνεκτικές πλατφόρμες, επειδή το DCF προσθέτει απώλεια εισαγωγής χωρίς να παρέχει ένα όφελος που το DSP δεν μπορεί να διαχειριστεί.

Τι προκαλεί τη διασπορά οπτικών ινών;

Οι βαθύτερες αιτίες εξαρτώνται από τον τύπο. Η τροπική διασπορά προκαλείται από πολλαπλές διαδρομές διάδοσης σε πολυτροπική ίνα. Η χρωματική διασπορά προκαλείται από την εξάρτηση του μήκους κύματος του δείκτη διάθλασης του γυαλιού και της δομής του κυματοδηγού της ίνας. Το PMD προκαλείται από ασυμμετρίες και τάσεις στον πυρήνα της ίνας που δημιουργούν διαφορετικές ταχύτητες για τις δύο καταστάσεις πόλωσης του φωτός.

Σχεδιάζοντας το Fiber Link σας

Η κατανόηση της διασποράς είναι ένα κομμάτι ενός μεγαλύτερου παζλ σχεδιασμού συνδέσμων που περιλαμβάνει εξασθένηση, απώλεια συνδετήρων και προϋπολογισμό οπτικής ισχύος. Εάν σχεδιάζετε ή αναβαθμίζετε ένα δίκτυο οπτικών ινών - είτε πρόκειται για σύντομο κορμό πανεπιστημιούπολης είτε για-διαδρομή μεταφοράς μεγάλων αποστάσεων -, ξεκινήστε προσδιορίζοντας τον τύπο της ίνας, το μήκος κύματος λειτουργίας και τον ρυθμό δεδομένων. Αυτές οι τρεις παράμετροι καθορίζουν ποιος μηχανισμός διασποράς είναι σημαντικός και εάν απαιτείται αντιστάθμιση.

Για βοήθεια σχετικά με την επιλογή των σωστών στοιχείων υποδομής οπτικών ινών - συμπεριλαμβανομένωνκορδόνια επιθέματος ινών, συνδέσεις και συγκροτήματα καλωδίων που ταιριάζουν στις απαιτήσεις σύνδεσης - εξερευνήστεΛύσεις οπτικών ινών Dimiήεπικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μαςγια -συγκεκριμένη καθοδήγηση έργου.