Modern optik iletişim sistemlerinde, minimum hata ile uzun mesafeler üzerinde geniş miktarda veri iletme yeteneği para akla gelir. Limit sistem performansına sahip faktörler arasında, fiber dağıtım, tekrarlayıcılar arasındaki mesafeyi ifade eder.Probürücü sinyaline yol açanlar, yüksek hızlı ağların tasarımı için temellenir.

Fiber Dispersioniyonun Temelleri

Bir ışık pulu optik bir fibere gittiğinde, dağılımı nedeniyle zaman geçtikçe yayılıyor.Sürücük indeks ve dalga kılavuz yapısında fiziksel köken yalanlar.Farklı hızlar (veya renkler) biraz farklı hızlar getirir.Eğer pul pul pullar bir dizi içerirse - inter-symbol ile bilinen bir sinyal - darbenin yol kenarındaki kenarı daha hızlı dalgalar içerecektir, ancak bu daha yavaş kenarlar içerir.

Dağıtımın üç birincil kategorisi vardır: modal dağılımı, kormatik dağıtım ve kutuplaşma modu dağılımı. Her biri farklı fiziksel fenomenlerden ortaya çıkar ve sinyal kalitesini farklı şekillerde etkiler.

Modal dağıtım sadece çok fazla fiberlerde meydana gelir, bu da birden fazla propagasyon yollarına destek vermek için yeterince büyük bir temele sahiptir (modes). Her mod farklı bir hızda seyahat eder, çünkü optik yol uzunluğu, daha önce gelen aşırı uç noktalarına göre değişir.

Chromatic Dispersion

Chromatic Dağıtım (CD) hem çok fazla ve tek mod fiberleri etkiler.İki mekanizmadan oluşur: malzeme dağılımı ve dalga kılavuzluğu dağılımı. Malzeme dağılımı, camın kendisi için de deneyimlenir - farklı dalga boyun eğlendirici dizileri ile farklı ve yörüngelerde seyahat etmek için farklı bileşenlere yol açar.

Polarizasyon Modu Dispersion

Polarizasyon modu dağılımı (PMD), tek mod fiberleri ile birlikte seyahat etmek için hassas bir şekilde ayarlandığında, bu modu aslında iki veyangen kutuplaşma durumu ile ilgili olarak, daha büyük bir fiber bitkilerde ve çok yüksek oranda problemli (40 Gbit / Yukarıda) değişikliklerle rastgele olarak istenen diferansiyel grup gecikme (DGD) değişiklikleri, sıcaklık ve stres gibi çevresel koşullarla rastgele olarak telafi edilebilir hale gelir. PMD, daha sorunludur.

Alıcı Signal Quality'de Dispersion Etkisi

Alıcıdaki dağılımın birincil etkisi optik pulsların genişletilmesidir. Bu, çeşitli ölçülebilir bozuklukta, sinyal kalitesine göre belirgindir.

Inter-Symbol Interference (ISI)

Rejimler bir pulun kuyruğunun bir sonraki en önemli kenarını genişletdiğinde, alıcı artık bireysel bitleri ayırt edemez. Bu, ISI'nın temel sorunudur.Bir ikisinde anahtarlama (OOK) sistemi, karar eşiği "1" veya "0" için bulanıklaşır, hataların miktarı daha da bulanıklaşır.

Bit Error Rate (BER) Degradasyon

ISI doğrudan biraz hata oranını artırır. Aksi takdirde 10 BER ile çalışırdı 12. (Tek mod fiber için bir hata) sadece 10 skromatik dağıtım başarısız olursa, dijital iletişim sistemlerindeki bu genellikle, tazminatın kullanılması anlamına gelir.

Göz Diagram Closure

Bir oscilloskopda, bir "göz diyagramı" birçok alınan sinyalin kalitesini azaltmak için üretilir. Dispersion dikey açılışa (amplitude marj) ve yatay bir açılış (ortalama marj) yaklaşık% 20 oranında azalmaya karşılık gelir.

Mesafe ve Veri Oranı Sınırlama

Belirli bir fiber tipi için, en yüksek erişilebilir mesafe, yarı zamanlı olarak, doğrudan eşdeğerli sistemler için biraz hıza karşıdır.Bu, 10 Gbit /s'ten 40 Gbit /'ye kadar eş zamanlı olarak elde edilen ücretin artırılması anlamına gelir.For modern 400 Gbit /s and 800 Gbit /s and 800 Gbit /s için, chromatic Dağıtım, hem de elektronik olarak şarj edilmelidir.

Mitigation Techniques

Mühendisler, enerji algoritmalarının gelişmiş dijital algoritmalarına kadar olan fiber dağıtımla savaşmak için çeşitli yöntemler geliştirdiler. Teknik seçimi sistem mimarisine, biraz oran, fiber tipine ve maliyet kısıtlamalarına bağlıdır.

Dispersion Compensating Fiber (DCF)

DCF, yüksek negatif kormatik dağıtım katsayısına sahip özel bir fiber türüdür (örneğin, -100 ps / (nm·km) veya daha fazlası). Bağlantıda DCF uzunluğuna ek olarak, fiberin bir araya gelmesi, alıcıdaki toplam dağıtımını getirir. DCF yaygın olarak uzun vadede kullanılır.

Fiber Bragg Izgaraları (FBG)

Bir fiber Bragg granülasyon, farklı pozisyonlarda yazılan reraktif indeksin periyodik bir varyasyonudur, böylece orijinal FBG'lerin kompakt, düşük çözünürlükli bir çözüm sunabileceği bir gecikmeyi ortaya çıkarabilir, ancak belirli bir miktar dağıtım ve sıcaklık ile hassastır.

Elektronik Dispersion Compensation (EDC)

Yüksek hızlı elektroniklerin gelişiyle, EDC, 40 Gbit / ve 100 Gbit /s sistemleri için pratik bir alternatif haline geldi, dijital sinyal işleme (DSP) ile bir araya geldi - sürekli modlama eşitleme algoritmaları ve karar verme eşitleme eşitleştiricileri kullanarak - en az kareler ifade etmek için telafi edilebilir.

Gelişmiş Modulation Formats

Bazı modulation formatları basit OOK'tan dağıtım için doğal olarak daha sağlamdır. Örneğin, diferansiyel faz-miyan anahtarlama (DPSK) ve dört dört kişilik faz-dönüşüm (QPSK) önemli bir chromatik dağılımına sahip olabilir, çünkü alıcı DSP, korelasyonsal dağılımını azaltır ve aynı zamanda çok yönlüdür.

Wavelong Management and Dispersion-Shifted Fiber

Sistemi sıfır-dispersiyon dalga boyunda (yaklaşık 1310 nm standart fiber için) çalıştırın, ancak bu dalga, yoğun dalgalarda karıştıran dört boyutlu etkilerle her zaman uyumlu değildir (DWDM) sistemler.Bir uzlaşma olarak, sıfır-tavırsız (PCF) sıfır-siyon noktasını 1550 nm bandına taşır, ancak bu, ancak bu dört boyutlu olmayan etkilerle karşılaştırılabilir bir miktar azaltılabilir.

Dispersioniyonun Ölçü ve Karakterizasyonu

Dağıtımlı bir bağlantı tasarlamak için mühendisler, kullanılan fiber dağılımını ölçmek zorundadır.En yaygın parametre de dağıtım parametresidir:0)[D[D: 1) (ps/(nm·km)), genellikle referans bir dalga boyunda belirtilen.GVD) parametre α2 (ps2/km) aynı zamanda sabit ölçümler için gerekli olan teknikleri kullanarak ölçümler yapılır.Inkant formasyon yöntemi, faz-değiştirilebilir yöntemi veya interometrik yöntemler. PMD, Jones matrisi test edilir.Forhadetlı fiber dağıtım yöntemi ile ilgili olarak gerekli olan uzun süre boyunca, sabitlenmiş fiber dağıtım yöntemi ile ilgili olarak ölçümler için gerekli olan yöntemler kullanılarak yapılır.

Gerçek Dünya Sistemi Tasarımı

Pratikte, her amplifikatör alanında, bir miktar sıvının birkaç bin nm aşmamasını sağlayan bir dağıtım haritası ile birlikte, 40 Gbit /s'te, DCF'nin maliyeti yüksek olabilir.In 100 Gbit /s ve ötesinde, DSP ile eşanlı tespit, alıcının büyük miktardaki etkisini telafi etmesine izin vermek için standart bir yaklaşımdır.

Ağ operatörleri ayrıca gürültü (fikrelerden) ve dağıtım arasındaki ticareti de dikkate alır. Aşırı-kompansasyon, doğrusal olmayan cezalara neden olabilir, ancak DSP'lerin tamamen verilediği, ağ mimarisini bozabilir ve maliyeti azaltır.

Future Trendleri

Veri oranları arttıkça - 400 Gbit / ve 800 Gbit /s şimdi veri odaklı bağlantı ve uzun mesafeli ağlarda ortaktır - dağıtım yönetimine ilişkin talepler S-band (1460-1530 nm) ve L-band (15-1625-nm) ile gelecekteki daha geniş bir dijital korelasyon için eşitleme için daha geniş çaplı bir şekilde yapılan tazminat için daha geniş çaplı dağıtım için gerekli olan tazminatın azaltılmasını gerektirir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Fiber dağılımı, alınan optik sinyalin kalitesini derinden etkileyen kaçınılmaz bir fiziksel fenomendir. Multimode fiberlerdeki modal dağıtımlarından tek mod fiberlerdeki polarizasyon modu dağılımına kadar, gelişmiş modülasyon biçimlerine ve dijital sinyal işlemeye yol açan trend, konherent algılama ve DSP- devrime yönelik sınırlamalara yol açtı.

Kromatsal dağılımın fizik üzerine daha fazla okuma için, bakınız:0)Chromatik Dispersion (Wikipedia))[Feltatif Dağıtım Yöntemleri incelenmiştir:2).Dispersion Compensation (RPT:3).