Dreifing ljósleiðara: Tegundir, orsakir og hvernig á að bæta upp

Dreifing ljósleiðara er breikkun ljóspúlsa þegar þeir ferðast í gegnum trefjar, af völdum mismunandi merkjahluta sem berast til móttakarans á aðeins mismunandi tímum. Í ljósleiðarasamskiptum dregur þessi breikkun úr skýrleika merkja, takmarkar hversu langt gögn geta ferðast og gerir það erfiðara fyrir viðtakendur að greina einn bita frá þeim næsta.

En að skilja dreifingu snýst ekki bara um eðlisfræði. Raunverulega verkfræðispurningin er: hvenær verður dreifing að vandamáli sem þú þarft í raun að leysa? Svarið fer eftir gerð trefja, lengd tengis, gagnahraða, rekstrarbylgjulengd og mótunarsniði sem kerfið þitt notar. 100 metra multimode hlekkur inni í gagnaveri þarf kannski aldrei dreifingarstjórnun. 200 kmeinfaldur-hamur trefjarhlekkur sem flytur 100G umferð mun næstum örugglega gera það.

Hvað er ljósleiðaradreifing?

Dreifing ljósleiðara vísar til þess hvernig sendur púls dreifist þegar hann dreifist í gegnum trefjarkjarnann. Dreifingin á sér stað vegna þess að hinir ýmsu þættir ljósmerkja - hvort sem það er mismunandi bylgjulengdir, mismunandi staðbundnar stillingar eða mismunandi skautunarástand - ferðast ekki allir á nákvæmlega sama hraða.

Þetta skiptir máli vegna þess að stafræn sjónsamskipti eru háð hreinum,-vel aðskildum púlsum. Þegar púlsar eru nógu breiðari til að skarast við nágranna sína, getur móttakarinn ekki lengur greint einstaka bita á áreiðanlegan hátt. Þetta fyrirbæri, sem kallast inter-táknatruflun (ISI), dregur úr bitavilluhlutfalli (BER) og dregur úr nothæfri sendingarfjarlægð. SamkvæmtITU-T G.652 ráðlegging, sem skilgreinir staðlaðar einfaldar-trefjabreytur, er litdreifingaraðstaða lykilatriði í kerfishönnun fyrir forrit með háum-bita-hraða.

Dreifing vs. Dempun: A Critical Distinction

Ein algengasta mistökin við mat á trefjatengingum er að rugla saman dreifingu viðdempun. Þetta eru í grundvallaratriðum mismunandi skerðingar:

Dempundregur úr ljósafli. Það er tap á merkisstyrk yfir fjarlægð, mælt í dB/km.Dreifingskekkir tímasetningu merkja. Dreift merki getur samt borið nægilega mikið afl til að hægt sé að greina það, en púlsar þess eru smurðir í tíma, sem gerir upplýsingarnar ólæsilegar.

Ljósleiðarahlekkur getur staðist ljósaflskostnaðaráætlun með þægilegum framlegð og mistekst samt vegna of mikillar púlsvíkkunar. Þess vegna meta reyndir verkfræðingar bæði orkukostnaðaráætlun og dreifingarfjárhagsáætlun þegar þeir hanna tengil. Skilningurinnsetningartap og skilataper mikilvægt, en það nær aðeins yfir krafthlið jöfnunnar.

Hvað veldur dreifingu í ljósleiðara?

Dreifing myndast þegar mismunandi íhlutir ljósmerkja verða fyrir mismunandi útbreiðslutafir. Sérstakur vélbúnaður fer eftir trefjahönnun og merkjaeiginleikum, en rótin er í þremur flokkum:

Leiðarmunur á milli stillinga.Í multimode trefjum ferðast ljós eftir mörgum staðbundnum leiðum (hams) í gegnum kjarnann. Hver stilling fylgir örlítið mismunandi ferli, sem þýðir að þeir koma að viðtakandanum á mismunandi tímum. Þetta er ríkjandi dreifingarkerfi ímultimode trefjakerfi.

Bylgjulengd-háður hraði.Jafnvel þröng-línubreidd leysigjafi gefur frá sér ljós yfir lítið svið bylgjulengda. Vegna þess að brotstuðull glers er breytilegur eftir bylgjulengd - er eiginleiki sem lýst er með Sellmeier jöfnunni - mismunandi litrófsþættir ferðast á mismunandi hraða. Þetta er aðaldreifingarbúnaðurinn í einstökum-ham trefjum á flestum vinnubylgjulengdum.

Skautun-háð seinkun.Raunverulegir ljósleiðarar eru aldrei fullkomlega samhverfar. Streita-, beygju- og framleiðsluófullkomleika valda tvíbroti, sem þýðir að tvö hornrétt skautunarástand stýrða ljóssins upplifa aðeins mismunandi útbreiðslufasta og koma á mismunandi tímum.

Helstu tegundir ljósleiðaradreifingar

Modal Dispersion (Intermodal Dispersion)

Mótadreifing á sér stað þegar margar stýrðar stillingar í multimode trefjum dreifast með mismunandi hóphraða. Í þrep-index multimode trefjum getur munurinn á lengdarlengd milli lægstu-röðunarhamsins (ferðast nálægt ásnum) og hæstu-röðunarhamsins (skoppar af klæðningarmörkum í bröttum hornum) verið umtalsverður. Fyrir þrepa-vísitöluþráða með kjarnabrotstuðul 1,48 og 0,3 talop, getur samskiptatöfin farið yfir 50 ns/km.

Graded-index multimode fiber var þróaður sérstaklega til að draga úr þessu vandamáli. Með því að móta brotstuðulsniðið þannig að hærri-röðunarstillingar berist hraðar nálægt klæðningunni, dregur flokkuð-vísitöluhönnun úr dreifingu móta um eina til tvær stærðargráður. Þetta er ástæða þess að nútíma gagnaverstenglar eru yfirgnæfandi í notkunOM3, OM4, eða OM5 flokkaðar-fjölstillingar trefjarfrekar en þrepa-vísitöluhönnun.

Mótadreifing er í meginatriðum eytt í einfaldri-stillingu trefjum, sem styður aðeins grundvallarstillingu LP01. Það er aðalástæðan fyrir því að ein-hamur trefjar eru notaðir í lengri-fjarlægð og meiri-hraða sendingu.

Krómatísk dreifing

Krómatísk dreifing er venjulega mikilvægasta dreifingartegundin í einfaldri-stillingu trefjakerfum. Það er sameinuð niðurstaða tveggja líkamlegra aðferða:

Efnisdreifingmyndast vegna þess að brotstuðull kísilglers breytist með bylgjulengd. Þetta samband er vel einkennt og þýðir að styttri bylgjulengdir ferðast yfirleitt hægar en lengri bylgjulengdir í venjulegu dreifingarkerfi (undir núll-dreifingarbylgjulengd) og hið gagnstæða í afbrigðilegu kerfi.

Bylgjuleiðaradreifingmyndast vegna þess að rúmfræði trefjanna hefur áhrif á hvernig ljós er lokað. Hluti ljósaflsins sem fer í kjarnanum á móti klæðningunni fer eftir bylgjulengd, sem kynnir viðbótarbylgjulengdarháð útbreiðsluáhrif. Verkfræðingar geta mótað dreifingu bylgjuleiðara með trefjahönnun - svonadreifingar-breyttir og ekki-núlldreifingar-breyttir trefjarná breyttum dreifingareiginleikum sínum.

Fyrir staðlaða einfalda-ham trefjar (ITU-T G.652) fellur núll-dreifingarbylgjulengdin nálægt 1310 nm. Við venjulega notaða 1550 nm sendingargluggann er litdreifingarstuðullinn um það bil +17 ps/(nm·km), eins og skjalfest er íCorning SMF-28 trefjaforskrift. Yfir 100 km hlekkur, sem safnast upp í u.þ.b. 1700 ps/nm - nóg til að raska verulega 10 Gbps merki ef það er ekki bætt.

Polarization Mode Dispersion (PMD)

Dreifing skautunarhams stafar af mismunadrifshópseinkun (DGD) milli tveggja rétthyrndra skautunarástanda grunnhamsins. Ólíkt litdreifingu, sem er ákveðin og stöðug, er PMD stokastísk - það er mismunandi eftir tíma, hitastigi og vélrænni álagi á trefjarnar.

PMD er tilgreint tölfræðilega. Fyrir nútíma trefjar sem samræmast ITU-T G.652.D er hönnunargildi PMD hlekks venjulega undir 0,1 ps/√km. Þetta kann að virðast lítið, en við 40 Gbps og yfir, þar sem bitatímabil minnka í 25 ps eða minna, skiptir jafnvel hófleg PMD uppsöfnun máli. Samkvæmt leiðbeiningum um hönnun iðnaðarins er hámarks þolanleg DGD venjulega um 10% af bitatímabilinu.

Fyrir kerfi sem keyra á 10 Gbps yfir miðlungs vegalengdir er PMD sjaldan takmarkandi þáttur með nútíma trefjum. Við 40 Gbps og 100 Gbps verður PMD-meðvituð hönnun - þar á meðal trefjaval, leiðartækni og móttakari-hliðarjöfnun - hluti af hefðbundnum aðferðum.

Samanburður á dreifingartegundum í hnotskurn

Hvaða trefjatenglar verða fyrir mestum áhrifum af dreifingu?

Multimode Fiber Links: Modal Dispersion ræður

Ímultimode trefjarkerfi - sem venjulega eru notuð fyrir stutt-forrit í gagnaverum, staðarnetum fyrirtækja og burðargrind - er aðalbandbreiddartakmörkunin. Bandbreidd ljósleiðarans, metin í MHz·km, ákvarðar hversu langt og hversu hratt þú getur sent áður en púlsskörun verður óviðunandi.

Til dæmis, OM3 trefjar hafa skilvirka mótabandbreidd upp á 2000 MHz·km við 850 nm með leysir-bjartsýni ræsingu, sem styður 10 Gbps allt að um 300 metra. OM4 stækkar það í um það bil 400 metra. Krómatísk dreifing er einnig til í multimode trefjum, en mótunaráhrif eru næstum alltaf bindandi þvingunin í þessum fjarlægðum.

Einfaldir-trefjatenglar: litdreifing og PMD

Þegar mótadreifing hefur verið fjarlægð með því að nota einn-ham trefjar, verður litadreifing næsta áhyggjuefni. Á stuttum einhleypum-tenglum (nokkrum kílómetrum) er uppsöfnuð litadreifing venjulega innan kerfisþols fyrir 10G og lægri. Þegar fjarlægð eykst í tugi eða hundruð kílómetra, sérstaklega við gagnahraða upp á 10 Gbps og yfir, verður dreifingarstjórnun nauðsynleg.

Á löngum-leiðum ogoptical transport network (OTN)kerfi, litdreifingarsambönd yfir hvern kílómetra. 400 km hlekkur á G.652 trefjum við 1550 nm safnar u.þ.b. 6.800 ps/nm af litadreifingu. Án bóta myndi það dreifingarstig gera jafnvel 2,5 Gbps merki óendurheimtanlegt.

PMD verður mikilvægur þáttur fyrst og fremst við 40 Gbps og hærri, eða á eldri trefjaverksmiðjum þar sem PMD stuðullinn getur farið yfir 0,5 ps/√km. Nútíma trefjar hafa miklu þéttari PMD forskriftir og samfelldir móttakarar með DSP geta þolað verulega meira PMD en hefðbundin bein-greiningarkerfi.

DWDM Systems: Sérhver skerðing efnasambönd

Í þéttri bylgjulengd-deilingar margföldun (DWDM) kerfi sem bera 40, 80 eða fleiri rásir yfir C-bandið, dreifingarstjórnun er ekki valfrjáls. Hver rás situr á mismunandi bylgjulengd og safnar aðeins mismunandi magni af litadreifingu vegna dreifingarhalla. Þetta þýðir að það gæti þurft bætur fyrir hverja-rás, ekki bara eina leiðréttingu fyrir alla hljómsveitina.

Ennfremur, í DWDM kerfum, skapar víxlverkun á milli litdreifingar og ólínuleika trefja (sjálfs-fasa mótun, kross-fasa mótun, fjögurra-bylgjublöndun) flóknara hagræðingarvandamál. Kerfishönnuðir viðhalda oft viljandi lítilli afgangsdreifingu á hvert span til að bæla niður ólínulega þverræðu - sem er ástæðan fyrir því að "núlldreifing alls staðar" er ekki í raun hönnunarmarkmiðið.

Jöfnunaraðferðir fyrir ljósleiðaradreifingu

Trefjaval og bylgjulengdaskipulagning

Grundvallarleiðin til að stjórna dreifingu er að taka réttar ákvarðanir áður en bótavélbúnaður er bætt við. Þetta felur í sér að velja viðeigandi trefjagerð og rekstrarbylgjulengd fyrir forritið.

Fyrir nýjar dreifingar er staðall G.652.D einfaldur-hamur ljósleiðari áfram algengasti kosturinn fyrir neðanjarðarlestar- og langlínukerfi-. Fyrir öfga-langa-kafbáta eða landtengla gæti verið tilgreint G.654.E lágt-tap trefjar. Í eldri netkerfum þar sem G.653 dreifing-breytt trefjar var sett upp, var nærri-núlldreifingin við 1550 nm kostur fyrir einrásarkerfi en varð ábyrg fyrir DWDM vegna aukinnar fjögurra-bylgjublöndunar - sem styrkti minni dreifingu.

Bylgjulengdaskipulag skiptir líka máli. Að starfa nálægt núll-dreifingarbylgjulengd lágmarkar litadreifingu en getur aukið ólínuleg áhrif. Að starfa lengra frá núlldreifingu leyfir ólínulega bælingu en krefst bóta. Það er engin ein „besta“ bylgjulengd - rétta valið fer eftir kerfisarkitektúrnum.

Dispersion Compensating Fiber (DCF) og Dispersion Compensating Modules (DCM)

Dreifingarjafnandi trefjar eru sértrefjar sem eru hannaðir til að hafa stóran neikvæðan litdreifingarstuðul, venjulega á bilinu -80 til -120 ps/(nm·km) við 1550 nm. Með því að setja reiknaða lengd af DCF inn í hlekkinn er hægt að vega upp uppsafnaða jákvæða dreifingu frá flutningsleiðaranum. Í pakkaðri formi er þetta kallað dreifingarjöfnunareining (DCM).

Sem hagnýt viðmið: til að bæta upp fyrir 80 km af stöðluðum G.652 trefjum (sem safnar u.þ.b. +1,360 ps/nm af dreifingu við 1550 nm), þarf um það bil 14 km af DCF með dreifingarstuðul −95 ps/(nm·km), eins og fram kemur íScienceDirect alfræðirit um DCF.

DCF er áhrifaríkt og vel-sannað, en það kynnir-viðskipti. Viðbótartrefjarinn bætir við innsetningartapi (venjulega 0,5–0,7 dB/km fyrir DCF, á móti 0,2 dB/km fyrir sendingartrefjar), sem gæti þurft viðbótarmögnun og rýrt hlutfall ljósmerkja-til-suðs. DCF hefur einnig minna áhrifaríkt svæði en venjulegar trefjar, sem gerir það næmari fyrir ólínulegum áhrifum. Þessar{10}}viðskipti eru metnar með því að nota verðgildi (FOM), skilgreind sem hlutfall dreifingarstuðuls og deyfingar.

Bragg grindarrif (FBG)

Bragg-trefja-trefjarist bætir upp dreifingu með því að endurspegla mismunandi bylgjulengdir frá mismunandi stöðum meðfram ristinni, sem skapar bylgjulengd-háð seinkun. Styttri bylgjulengdir geta endurkastast nálægt framhlið ristarinnar á meðan lengri bylgjulengdir ferðast dýpra áður en þær endurkastast, eða öfugt. Niðurstaðan er stjórnanleg hópseinkun sem getur vegið upp á móti litadreifingu.

Samanborið við DCF eru FBG-undirstaða uppjöfnun fyrirferðarlítil, hafa minna innsetningartap og hafa hverfandi ólínulega röskun, eins og lýst er íRP Photonics alfræðiorðabók um dreifingarbætur. Hins vegar geta þeir þjáðst af hóptöfum - litlum reglubundnum breytingum á seinkunareiginleikum - sem getur valdið röskun á merkjum. Nútíma framleiðsla hefur að mestu dregið úr þessu vandamáli, en það er áfram hönnunarsjónarmið fyrir há-afköst kerfi.

Rafræn dreifingarjöfnun (EDC) og stafræn merkjavinnsla (DSP)

Ekki eru öll dreifingarbætur á sjónsviðinu. Rafræn dreifingarjöfnun og stafræn merkjavinnsla við móttakara getur jafnað margar af þeim röskunum sem trefjadreifingin leiðir til.

Í nútíma samfelldum sjónkerfum - 100G, 200G, 400G og víðar er bætur byggðar á - DSP- grundvallaratriði í móttakaraarkitektúrnum. Samhangandi móttakarar endurheimta bæði amplitude og fasa ljósmerkja, sem gefur DSP vélinni nægar upplýsingar til að snúa við litadreifingu, PMD og aðrar línulegar skerðingar stafrænt. Þetta er ein ástæða þess að samhangandi 100G kerfi geta oft starfað yfir þúsundir kílómetra af G.652 trefjum án innbyggðra ljósdreifingarbótaeininga.

Fyrir bein-skynjunarkerfi á 10G getur rafræn jöfnun (straum-áfram jöfnun, hámarks-líkindaraðarmat) aukið dreifingu-takmarkaða umfang, en með hóflegri endurbótum en samfelld DSP. Þegar eldri hlekkir eru uppfærðir, er valið á milli þess að bæta við optical compensation (DCM) og uppfæra ísamhangandi senditækimeð innbyggðu-DSP fer eftir kostnaði, væntanlegum umferðarvexti og núverandi magnarainnviði.

Af hverju "Zero Dispersion" er ekki alltaf markmiðið

Verkfræðingar sem eru nýir í ljósleiðara gera stundum ráð fyrir að hinn fullkomni hlekkur hafi núll nettódreifingu alls staðar. Í reynd er það oft ekki besta hönnunarmarkmiðið. Það eru tvær ástæður:

Í fyrsta lagi, í WDM kerfum, eykur notkun nærri núlldreifingu ákveðnar ólínulegar skerðingar - sérstaklega fjögurra-bylgjublöndun - sem getur valdið víxlspjalli milli rása. Að viðhalda hóflegri staðbundinni dreifingu á hverju tímabili bælir í raun þessi áhrif. Heildar uppsöfnuð dreifing er síðan bætt í lok hlekksins eða á reglubundnum bótastöðum.

Í öðru lagi getur ofleiðrétting á dreifingu leitt til eigin vandamála. Ef bæturnar eru ekki samræmdar nákvæmlega við raunverulega uppsafnaða dreifingu (með hliðsjón af hitabreytingum, öldrun trefja og-bylgjulengd háð dreifingarhalla), getur ósamræmið sem eftir er dregið úr afköstum. Þetta er ástæðan fyrir því að iðnaðurinn notar hugtakið "dreifingarstjórnun" frekar en "útrýming dreifingar." Markmiðið er að halda nettódreifingu innan viðunandi glugga, ekki að þvinga hana í nákvæmlega núll á hverjum stað.

Hvernig á að ákveða hvort hlekkurinn þinn þurfi dreifingarbætur

Frekar en að meðhöndla dreifingarbætur sem sjálfgefið skilyrði skaltu vinna í gegnum þessar greiningarspurningar:

Hver er trefjategundin þín?Ef þú ert að notamultimode trefjar, dreifing aðferða er aðal áhyggjuefni þitt og þú bregst við því með vali á trefjaflokki og ræsingarskilyrðum - ekki með DCM eða FBG. Ef þú ert á stakri-stillingu trefjar skaltu halda áfram í næstu spurningu.

Hver er fjarlægð tengisins og gagnahraði?Sem gróf leiðbeining verður litadreifing marktæk fyrir 10 Gbps NRZ merki á um það bil 60–80 km á G.652 trefjum við 1550 nm. Við 2,5 Gbps nær vikmörkin upp í nokkur hundruð kílómetra. Við 40 Gbps fara dreifingarmörkin niður í u.þ.b. 4–6 km án bóta. Æðri-mótunarsnið (notuð í 100G+ samhangandi kerfum) hafa sína eigin dreifingarþolseinkenni.

Er þetta eldri hlekkur eða nýbygging?Í eldri trefjaverksmiðju er algeng og sannað nálgun að bæta við DCM á magnarastöðum. Fyrir nýja dreifingu gæti verið hagkvæmara- að velja rétta trefjagerð og áætlanagerð fyrir samhangandi senditæki með DSP en að byggja inn ljósleiðréttingu frá upphafi.

Hvaða móttakaratækni ertu að nota?Samhangandi móttakari með DSP getur bætt upp tugþúsundir ps/nm af litadreifingu stafrænt. Bein-uppgötvunarmóttakari hefur mun lægra umburðarlyndi. Thesenditækiseiningforskrift er lykilinntak við útreikning dreifingarfjárhagsáætlunar.

Er PMD þáttur?Athugaðu PMD einkenni trefjaplöntunnar þinnar. Á nútíma G.652.D trefjum er ólíklegt að PMD sé áhyggjuefni undir 40 Gbps. Á eldri trefjum með óþekkta PMD sögu er ráðlegt að prófa áður en þær eru settar í notkun.

Hagnýt sviðsmynd: Að beita dreifingarþekkingu á raunverulega hlekki

Atburðarás 1: Enterprise Data Center Multimode Link

Gagnaver háskólasvæðisins sem tengir tvær byggingar í 150 metra fjarlægð með OM4 fjölstillingu trefjum við 10 Gbps (850 nm). Í þessari fjarlægð er mótalbandbreidd vel innan OM4 forskriftarinnar (4700 MHz·km áhrifarík bandbreidd). Krómatísk dreifing við 850 nm er til staðar en hverfandi við þessa lengd. Engar sérstakar dreifingarbætur eru nauðsynlegar. Aðal hönnunarsjónarmiðið er að tryggja réttauppsetningu kapalgæði og hreinleika tengi til að haldainnsetningartapinnan fjárhagsáætlunar.

Sviðsmynd 2: Metro Single-Mode Link á 10 Gbps

Netfyrirtæki á höfuðborgarsvæðinu sem keyrir 10G DWDM yfir 120 km af G.652.D trefjum við 1550 nm. Uppsöfnuð litdreifing er um það bil 2.040 ps/nm. Þetta fer yfir dæmigerðan vikmörk fyrir 10G NRZ beina-móttakara (u.þ.b. 1.000–1.200 ps/nm). Rekstraraðilinn setur upp DCM á miðjan-span magnarasíðu til að koma nettódreifingu innan þolmarka. PMD á þessum nútíma trefjum er vel undir 0,1 ps/√km og þarfnast ekki sérstakrar meðferðar við 10 Gbps.

Sviðsmynd 3: Langdrægur-samstæður 100G flutningur

800 km langdrægur tengill með G.652.D trefjum með EDFA mögnun á 80 km fresti, sem flytur 100G DP-QPSK umferð. Heildaruppsöfnuð litdreifing fer yfir 13.000 ps/nm. Hins vegar bætir DSP samræmda móttakaran upp litadreifingu stafrænt og útilokar þörfina fyrir innbyggða DCM. Hönnun magnarasvæðisins leggur áherslu á hávaðastjórnun og OSNR hagræðingu frekar en ljósdreifingarbætur. PMD þol samfellda móttakarans er venjulega 20–30 ps af DGD, sem er vel yfir því sem þessi trefjaverksmiðja framleiðir. Niðurstaðan er einfaldari og lægri-magnarakeðja samanborið við 10G beina-greiningarkerfi á sömu leið.

Algeng mistök við mat á trefjadreifingu

Ruglandi dreifing og dempun.Eins og rakið er hér að ofan eru þetta mismunandi skerðingar. Hlekkur sem stenst kostnaðarhámarkið fyrir ljósafl gæti samt bilað vegna of mikillar dreifingar. Reiknaðu alltaf báðar fjárhagsáætlanir.

Meðhöndla allar dreifingargerðir sem skiptanlegar.Mótadreifing í multimode trefjum, litdreifing í stakri-ham trefjum og PMD stafa af mismunandi aðferðum, hafa áhrif á mismunandi kerfisgerðir og krefjast mismunandi mótvægisaðgerða. Að nota DCM á multimode hlekk, eða að reyna að laga bandbreiddarvandamál með samræmdum móttakara, væri rangt beiting tækni.

Miðað við að alltaf sé krafist bóta.Margirljósleiðarasnúratengingar og stutt-tenglar starfa vel innan dreifingarþols þeirra. Að bæta við óþarfa bótavélbúnaði eykur kostnað, innsetningartap og kerfisflækjustig. Byrjaðu alltaf frá kostnaðarhámarki tengla, ekki frá sjálfgefna forsendu.

Hunsa dreifingarhallann.Í DWDM kerfum er litadreifingarstuðullinn breytilegur yfir bylgjulengdarsviðinu. DCM sem bætir miðrásina fullkomlega upp getur skilið eftir brúnrásir með umtalsverðri dreifingu. Hætta-samsvörunar bótaeiningar eða stillanlegir mótvægisbúnaður fyrir hverja-rás gæti verið nauðsynlegur fyrir breiðbandskerfi.

Með útsýni yfir trefjaverksmiðjuskrár.Nákvæm þekking á uppsettri trefjagerð, lengd og mældri dreifingu er nauðsynleg til að hanna bætur. Að gera ráð fyrir almennum gildum þegar raunveruleg verksmiðjugögn eru tiltæk er algeng uppspretta sóunar á hönnunarmörkum eða, það sem verra er, undir-bætur.

Algengar spurningar

Hvað er ljósleiðaradreifing í einföldu máli?

Það er dreifing ljóspúlsa þegar þeir ferðast í gegnum trefjar, af völdum mismunandi hluta merkisins sem berast á mismunandi tímum. Niðurstaðan eru óskýrir púlsar sem draga úr getu móttakarans til að endurheimta send gögn.

Hverjar eru helstu tegundir ljósleiðaradreifingar?

Þrír aðalflokkarnir eru dreifing móta (ráðandi í multimode trefjum), litadreifing (ráðandi í stakri-stillingu trefjum) og skautunarhamardreifing (sem skiptir máli við háan bitahraða í einum-stillingarkerfum). Krómatísk dreifing er frekar samsett úr efnisdreifingu og bylgjuleiðaradreifingu.

Hvaða tegund af dreifingu skiptir mestu máli í stakri-stillingu trefjum?

Krómatísk dreifing er aðal áhyggjuefnið fyrir flesta einhliða-trefjartengla. PMD verður einnig viðeigandi við 40 Gbps og yfir, sérstaklega á eldri trefjum með hærri PMD-stuðla. Mótadreifing á sér ekki stað í stakri-ham trefjum þar sem aðeins einn háttur breiðist út.

Hvernig er bætt upp litadreifingu?

Þrjár meginaðferðirnar eru: ljósleiðrétting með því að nota DCF/DCM eða trefjar Bragg rist; rafræn bætur með því að nota DSP við móttakara (sérstaklega í samræmdum kerfum); og forvarnir með viðeigandi trefjategundavali og bylgjulengdaráætlun. Í nútíma netkerfum eru DSP-byggðar bætur í samræmioptísk senditækier í auknum mæli sjálfgefin nálgun fyrir-háhraðatengla.

Þarf sérhver ljósleiðarahlekkur dreifingarbætur?

Nei. Stuttir hlekkir og-lægri hraðakerfi starfa oft vel innan dreifingarþols síns án sérstakra bóta. Þörfin fer eftir samsettum áhrifum trefjategundar, fjarlægðar, gagnahraða, bylgjulengdar og móttakaranæmni. Réttur útreikningur á kostnaðarhámarki ætti alltaf að vera á undan bótaákvörðunum.

Hvað veldur dreifingu í ljósleiðara?

Dreifing stafar af mismun á útbreiðsluhraða meðal íhluta ljósmerkja. Í multimode trefjum fara mismunandi staðbundnar stillingar mismunandi leiðir. Í stakri-ham trefjum ferðast mismunandi bylgjulengdir á mismunandi hraða vegna efnis og bylgjuleiðaraeiginleika trefjanna. Tvíbrot í trefjum veldur því að skautunarástandin tvö upplifa mismunandi tafir.

Er núlldreifing alltaf kjörið markmið?

Ekki í reynd. Í WDM kerfum hjálpar lítið magn af staðbundinni dreifingu á hverju trefjasviði að bæla niður ólínulega skerðingu eins og fjögurra-bylgjublöndun. Verkfræðimarkmiðið er að stjórna nettódreifingu innan viðunandi glugga við móttakara, ekki að útrýma henni á hverjum stað í hlekknum.

Niðurstaða

Dreifing ljósleiðara er ein af grundvallar flutningsskerðingum í ljósleiðaranetum, ásamt dempun og ólínulegum áhrifum. Að skilja hvaða tegund dreifingar hefur áhrif á tiltekna kerfið þitt - modal, chromatic, eða PMD - er fyrsta skrefið í átt að skilvirkri stjórnun. Næsta skref er að passa rétta mótvægisstefnuna við hlekkinn: trefjarval, ljósleiðréttingu, rafræna bætur eða einfaldlega að staðfesta að engar bætur sé þörf.

Fyrir verkfræðinga sem vinna meðeinfaldur-hamur trefjarí neðanjarðarlestum og -langflugsnetum er litadreifingarstjórnun áfram kjarna hönnunargreinar. Fyrir þá sem dreifamultimode trefjarí stuttari-forritum er jafn mikilvægt að skilja takmarkanir á bandbreidd. Og eftir því sem samhangandi DSP heldur áfram að þróast, halda mörkin á milli "dreifingar-takmarkaðs" og "DSP-viðráðanlegra" áfram - sem gerir það mikilvægara en nokkru sinni fyrr að nálgast dreifingu sem kerfis-verkfræðivandamál frekar en einhleyp-íhluti.