광섬유 분산: 유형, 원인 및 보상 방법

광섬유 분산은 광섬유를 통해 이동할 때 광 펄스가 넓어지는 현상으로, 약간 다른 시간에 수신기에 도착하는 다양한 신호 구성 요소로 인해 발생합니다. 광섬유 통신에서 이러한 확장은 신호 선명도를 감소시키고 데이터가 이동할 수 있는 거리를 제한하며 수신기가 한 비트와 다음 비트를 구분하는 것을 더 어렵게 만듭니다.

그러나 분산을 이해하는 것은 단지 물리학에 관한 것이 아닙니다. 실제 엔지니어링 질문은 언제 분산이 실제로 해결해야 하는 문제가 되는지입니다. 대답은 광섬유 유형, 링크 길이, 데이터 속도, 작동 파장 및 시스템에서 사용하는 변조 형식에 따라 다릅니다. 데이터 센터 내부의 100미터 다중 모드 링크에는 분산 관리가 필요하지 않을 수도 있습니다. 200km단일-모드 광섬유100G 트래픽을 전달하는 링크는 거의 확실히 그럴 것입니다.

광섬유 분산이란 무엇입니까?

광섬유 분산은 전송된 펄스가 광섬유 코어를 통해 전파될 때 퍼지는 방식을 나타냅니다. 확산은 파장, 공간 모드 또는 편광 상태가 다르든 간에 광 신호 -의 다양한 구성 요소 -가 모두 정확히 동일한 속도로 이동하지 않기 때문에 발생합니다.

디지털 광통신은 깨끗하고 잘 분리된 펄스에 의존하기 때문에 이는 중요합니다.{0}} 펄스가 인접 펄스와 겹칠 만큼 넓어지면 수신기는 더 이상 개별 비트를 안정적으로 구별할 수 없습니다. ISI(Inter-Symbol Interference)라고 하는 이 현상은 비트 오류율(BER)을 저하시키고 사용 가능한 전송 거리를 감소시킵니다. 에 따르면ITU-T G.652 권장 사항표준 단일-모드 광섬유 매개변수를 정의하는 , 색분산 조절은 고속-비트- 애플리케이션을 위한 시스템 설계의 핵심 요소입니다.

분산과 감쇠: 중요한 차이점

광케이블 링크를 평가할 때 가장 흔히 저지르는 실수 중 하나는 분산을 다음과 혼동하는 것입니다.감쇠. 이들은 근본적으로 다른 장애입니다.

감쇠광전력을 감소시킵니다. 이는 dB/km 단위로 측정되는 거리에 따른 신호 강도의 손실입니다.분산신호 타이밍을 왜곡합니다. 분산된 신호는 감지할 수 있을 만큼 충분한 전력을 전달할 수 있지만 시간이 지남에 따라 펄스가 번져 정보를 읽을 수 없게 됩니다.

광섬유 링크는 적당한 마진으로 광 전력 예산을 통과하면서도 과도한 펄스 확장으로 인해 여전히 실패할 수 있습니다. 이것이 바로 숙련된 엔지니어가 링크를 설계할 때 전력 예산과 분산 예산을 모두 평가하는 이유입니다. 이해삽입 손실과 반사 손실중요하지만 방정식의 거듭제곱 측면만 다루고 있습니다.

광섬유에서 분산의 원인은 무엇입니까?

광 신호의 서로 다른 구성 요소가 서로 다른 전파 지연을 경험할 때마다 분산이 발생합니다. 구체적인 메커니즘은 광섬유 설계 및 신호 특성에 따라 다르지만 근본 원인은 세 가지 범주로 분류됩니다.

모드 간 경로 차이.다중 모드 광섬유에서 빛은 코어를 통해 여러 공간 경로(모드)를 따라 이동합니다. 각 모드는 약간 다른 궤적을 따르므로 서로 다른 시간에 수신기에 도착합니다. 이것이 지배적인 분산 메커니즘이다.다중 모드 광섬유 시스템.

파장-의존 속도.선폭이 좁은-레이저 소스라도 작은 범위의 파장에 걸쳐 빛을 방출합니다. 유리의 굴절률은 파장(-)에 따라 달라지기 때문에 Sellmeier 방정식(-)으로 설명되는 속성은 다양한 스펙트럼 구성 요소가 서로 다른 속도로 이동합니다. 이는 대부분의 작동 파장에서 단일{5}}모드 광섬유의 주요 분산 메커니즘입니다.

편광-에 따른 지연.실제 광섬유는 결코 완벽하게 대칭이 아닙니다. 응력, 굽힘 및 제조상의 결함으로 인해 복굴절이 발생합니다. 이는 유도된 빛의 두 직교 편광 상태가 약간 다른 전파 상수를 경험하고 다른 시간에 도달한다는 것을 의미합니다.

광섬유 분산의 주요 유형

모달 분산(Intermodal Dispersion)

모드 분산은 다중 모드 광섬유의 여러 유도 모드가 서로 다른 그룹 속도로 전파될 때 발생합니다. 단계-인덱스 다중 모드 광섬유에서 최저-차수 모드(축 근처로 이동)와 최고-차수 모드(가파른 각도로 클래딩 경계에서 반사됨) 사이의 경로 길이 차이가 클 수 있습니다. 코어 굴절률이 1.48이고 개구수(NA)가 0.3인 스텝-지수 광섬유의 경우 모드간 지연이 50ns/km를 초과할 수 있습니다.

등급-인덱스 다중 모드 광섬유는 이 문제를 줄이기 위해 특별히 개발되었습니다. 고-차수 모드가 클래딩 근처에서 더 빠르게 이동하도록 굴절률 프로필을 형성함으로써 등급별-굴절률 설계는 모달 분산을 1~2배로 줄입니다. 이것이 현대 데이터 센터 링크가 압도적으로 사용되는 이유입니다.OM3, OM4 또는 OM5 등급-인덱스 다중 모드 광섬유단계-인덱스 디자인이 아닌

기본 LP01 모드만 지원하는 단일{0}}모드 광섬유에서는 모달 분산이 본질적으로 제거됩니다. 이것이 단일-모드 광섬유가 장거리-거리와 고속-전송에 사용되는 주된 이유입니다.

색분산

색분산은 일반적으로 단일{0}}모드 광섬유 시스템에서 가장 중요한 분산 유형입니다. 이는 두 가지 물리적 메커니즘이 결합된 결과입니다.

재료 분산이는 석영 유리의 굴절률이 파장에 따라 변하기 때문에 발생합니다. 이 관계는 잘 특성화되어 있으며 일반적으로 일반 분산 영역(0-분산 파장 이하)에서는 짧은 파장이 긴 파장보다 느리게 이동하고 변칙 영역에서는 그 반대임을 의미합니다.

도파관 분산이는 섬유의 기하학적 구조가 빛을 가두는 방식에 영향을 미치기 때문에 발생합니다. 코어와 클래딩에서 이동하는 광 전력의 비율은 파장에 따라 달라지며, 이로 인해 추가적인 파장-의존 전파 효과가 발생합니다. 엔지니어는 섬유 설계를 통해 도파관 분산을 형성할 수 있습니다. - 이것이 바로 방법입니다.분산-이동 및 비-제로 분산-이동 섬유수정된 분산 특성을 달성합니다.

표준 단일{0}}모드 광섬유(ITU-T G.652)의 경우 영-분산 파장은 1310nm에 가깝습니다. 일반적으로 사용되는 1550 nm 투과 창에서 색분산 계수는 약 +17 ps/(nm·km)입니다.코닝 SMF-28 섬유 사양. 100km가 넘는 링크는 대략 1700ps/nm-로 누적되어 보상되지 않은 채로 두면 10Gbps 신호를 심각하게 왜곡할 수 있습니다.

PMD(편광 모드 분산)

편광 모드 분산은 기본 모드의 두 직교 편광 상태 사이의 DGD(미분군 지연)로 인해 발생합니다. 결정론적이며 안정적인 색 분산과 달리 PMD는 확률론적입니다. - 이는 시간, 온도 및 섬유의 기계적 응력에 따라 달라집니다.

PMD는 통계적으로 지정됩니다. ITU-T G.652.D를 준수하는 최신 광섬유의 경우 PMD 링크 설계 값은 일반적으로 0.1 ps/√km 미만입니다. 이는 작은 것처럼 보일 수 있지만 비트 주기가 25ps 이하로 줄어드는 40Gbps 이상에서는 적당한 PMD 축적도 관련이 있습니다. 업계 설계 지침에 따르면 허용 가능한 최대 DGD는 일반적으로 비트 기간의 약 10%입니다.

적당한 거리에서 10Gbps로 실행되는 시스템의 경우 PMD는 최신 광섬유에서 제한 요소가 되는 경우가 거의 없습니다. 40Gbps 및 100Gbps에서는 광케이블 선택, 경로 엔지니어링 및 수신기측 이퀄라이제이션-을 포함한 PMD-인식 설계-가 표준 관행의 일부가 됩니다.

분산 유형을 한눈에 비교하기

분산의 영향을 가장 많이 받는 광섬유 링크는 무엇입니까?

다중 모드 광섬유 링크: 모달 분산이 지배적입니다.

~ 안에다중모드 광섬유일반적으로 데이터 센터, 엔터프라이즈 LAN 및 빌딩 백본의 단거리 애플리케이션에 사용되는 - - - 모달 분산이 주요 대역폭 제한 요소입니다. MHz·km 단위로 평가되는 광섬유의 모달 대역폭은 펄스 중첩이 허용되지 않게 되기 전에 전송할 수 있는 거리와 속도를 결정합니다.

예를 들어, OM3 광섬유는 레이저{3}}최적화 실행을 통해 850nm에서 2000MHz·km의 유효 모달 대역폭을 가지며 최대 약 300미터까지 10Gbps를 지원합니다. OM4는 이를 약 400미터까지 확장합니다. 멀티모드 광섬유에도 색분산이 존재하지만, 모달 효과는 거의 항상 이러한 거리에서의 바인딩 제약입니다.

단일-모드 광섬유 링크: 색분산 및 PMD

단일-모드 광섬유를 사용하여 모드 분산이 제거되면 색 분산이 다음 문제가 됩니다. 짧은 단일{2}}모드 링크(몇 킬로미터)에서 누적된 색분산은 일반적으로 10G 이하의 시스템 허용 범위 내에 있습니다. 거리가 수십 또는 수백 킬로미터로 증가함에 따라, 특히 10Gbps 이상의 데이터 속도에서는 분산 관리가 필요해집니다.

장거리-운송 및광전송망(OTN)시스템, 매 킬로미터마다 색분산 화합물. 1550nm에서 G.652 광섬유의 400km 링크는 대략 6,800ps/nm의 색분산을 축적합니다. 보상이 없으면 이러한 수준의 분산으로 인해 2.5Gbps 신호도 복구할 수 없게 됩니다.

PMD는 주로 40Gbps 이상 또는 PMD 계수가 0.5ps/√km를 초과할 수 있는 오래된 광섬유 플랜트에서 관련 요소가 됩니다. 최신 광섬유는 PMD 사양이 훨씬 더 엄격하며 DSP가 포함된 코히어런트 수신기는 기존의 직접{3}}감지 시스템보다 훨씬 더 많은 PMD를 견딜 수 있습니다.

DWDM 시스템: 모든 장애 화합물

밀도가 높은 파장-분할 다중화(DWDM) C-대역에서 40개, 80개 이상의 채널을 전달하는 시스템에서는 분산 관리가 선택 사항이 아닙니다. 각 채널은 서로 다른 파장에 위치하며 분산 기울기로 인해 약간 다른 양의 색 분산을 축적합니다. 이는-전체 대역에 대한 단일 대량 수정이 아니라 채널별 보상이 필요할 수 있음을 의미합니다.

또한 DWDM 시스템에서는 색분산과 광섬유 비선형성(자체-위상 변조, 교차-위상 변조, 4-파 혼합) 간의 상호 작용으로 인해 더욱 복잡한 최적화 문제가 발생합니다. 시스템 설계자는 비선형 누화 -를 억제하기 위해 의도적으로 범위당 작은 잔류 분산을 유지하는 경우가 많습니다. 이것이 바로 "모든 곳에서 제로 분산"이 실제로 설계 목표가 아닌 이유입니다.

광섬유 분산 보상 방법

광섬유 선택 및 파장 계획

분산을 관리하는 가장 기본적인 방법은 보상 하드웨어를 추가하기 전에 올바른 선택을 하는 것입니다. 여기에는 해당 용도에 적합한 섬유 유형과 작동 파장을 선택하는 것이 포함됩니다.

새로운 배포의 경우 표준 G.652.D 단일{1}}모드 광섬유는 여전히 대도시 및 장거리{2}}네트워크에 가장 일반적인 선택입니다. 초{4}}장거리-해저 또는 지상파 링크의 경우 G.654.E 저-손실 광섬유가 지정될 수 있습니다. G.653 분산{10}}이동 광섬유가 설치된 기존 네트워크에서는 1550nm에서 거의-분산이 0에 가까운 단일 채널 시스템의 이점이 있었지만 향상된 4파{14}}파 혼합-으로 인해 DWDM의 단점이 되었습니다. 이는 일부 잔류 분산을 유지하는 것의 중요성을 강조한 교훈이었습니다.

파장 계획도 중요합니다. 제로-분산 파장 근처에서 작동하면 색분산이 최소화되지만 비선형 효과가 증가할 수 있습니다. 0 분산에서 더 멀리 작동하면 비선형 억제가 가능하지만 보상이 필요합니다. 단일 "최적" 파장은 없습니다. - 올바른 선택은 시스템 아키텍처에 따라 다릅니다.

분산 보상 섬유(DCF) 및 분산 보상 모듈(DCM)

분산 보상 섬유는 일반적으로 1550 nm에서 -80 ~ -120 ps/(nm·km) 범위의 큰 음의 색분산 계수를 갖도록 설계된 특수 섬유입니다. 계산된 DCF 길이를 링크에 삽입하면 전송 광섬유에서 누적된 양의 분산을 상쇄할 수 있습니다. 패키지 형태에서는 이를 분산 보상 모듈(DCM)이라고 합니다.

실제 참고 사항: 80km의 표준 G.652 광섬유(1550nm에서 약 +1,360ps/nm의 분산 축적)를 보상하려면 분산 계수가 -95ps/(nm·km)인 약 14km의 DCF가 필요합니다.DCF에 ScienceDirect 백과사전 항목.

DCF는 효과적이고-검증되었지만 장단점이 있습니다.- 추가 광섬유는 삽입 손실(일반적으로 DCF의 경우 0.5~0.7dB/km, 전송 광섬유의 경우 0.2dB/km)을 추가하므로 추가 증폭이 필요하고 광 신호-대-잡음 비율이 저하될 수 있습니다. 또한 DCF는 표준 광섬유보다 유효 면적이 작아 비선형 효과에 더 취약합니다. 이러한 절충안은 분산 계수와 감쇠의 비율로 정의되는 성능 지수(FOM)를 사용하여 평가됩니다.

처프형 섬유 브래그 격자(FBG)

처프형 광섬유 브래그 격자는 격자를 따라 서로 다른 위치에서 서로 다른 파장을 반사하여 파장에 따른 지연을 생성하여 분산을 보상합니다-. 더 짧은 파장은 격자 전면 근처에서 반사될 수 있는 반면, 더 긴 파장은 반사되기 전에 더 깊게 이동하거나 그 반대일 수 있습니다. 그 결과 색분산을 상쇄할 수 있는 제어 가능한 그룹 지연이 탄생했습니다.

DCF에 비해 FBG{0}} 기반 보상기는 크기가 작고 삽입 손실이 낮으며 무시할 수 있는 비선형 왜곡을 발생시킵니다.분산 보상에 관한 RP Photonics 백과사전. 그러나 신호 왜곡을 일으킬 수 있는 지연 특성 -의 그룹 지연 리플 - 작은 주기적 변화로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다. 현대 제조 기술은 이 문제를 크게 줄였지만 고성능 시스템의 설계 고려 사항으로 남아 있습니다.-

전자 분산 보상(EDC) 및 디지털 신호 처리(DSP)

모든 분산 보상이 광학 영역에서 발생하는 것은 아닙니다. 수신기에서의 전자 분산 보상 및 디지털 신호 처리는 광섬유 분산으로 인해 발생하는 많은 왜곡을 균등화할 수 있습니다.

최신 코히어런트 광학 시스템에서 - 100G, 200G, 400G 및 그 이상의 - DSP- 기반 보상은 수신기 아키텍처의 기본 부분입니다. 코히어런트 수신기는 광 신호의 진폭과 위상을 모두 복구하여 색분산, PMD 및 기타 선형 손상을 디지털 방식으로 반전시킬 수 있는 충분한 정보를 DSP 엔진에 제공합니다. 이것이 코히어런트 100G 시스템이 인라인 광 분산 보상 모듈 없이 수천 킬로미터에 달하는 G.652 광섬유에서 작동할 수 있는 이유 중 하나입니다.

10G의 직접-감지 시스템의 경우 전자 등화(피드-순방향 등화, 최대{3}}우도 시퀀스 추정)는 분산-제한된 도달 범위를 확장할 수 있지만 코히어런트 DSP보다 약간 개선됩니다. 이전 링크를 업그레이드할 때 광학 보상(DCM) 추가와일관된 트랜시버DSP가 내장되어 있는지{0}}는 비용, 예상되는 트래픽 증가, 기존 증폭기 인프라에 따라 달라집니다.

"제로 분산"이 항상 목표는 아닌 이유

광섬유를 처음 접하는 엔지니어들은 이상적인 링크가 모든 곳에서 순 분산이 0일 것이라고 가정하는 경우가 있습니다. 실제로 이는 최선의 설계 목표가 아닌 경우가 많습니다. 두 가지 이유가 있습니다:

첫째, WDM 시스템에서 분산이 거의 0에 가까워지면 특정 비선형 손상 - 특히 4-파동 혼합-이 향상되어 채널 간 혼선이 발생할 수 있습니다. 각 범위에서 적당한 수준의 국지적 분산을 유지하면 실제로 이러한 효과가 억제됩니다. 총 누적 분산은 링크 끝이나 주기적인 보상 사이트에서 보상됩니다.

둘째, 분산을 과도하게 수정하면 자체적인 문제가 발생할 수 있습니다. 보상이 실제 누적 분산(온도 변화, 섬유 노후화 및 파장-의존 분산 기울기 고려)과 정확히 일치하지 않으면 잔여 불일치로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 업계에서 '분산 제거'라는 용어 대신 '분산 관리'라는 용어를 사용하는 이유도 바로 여기에 있습니다. 목표는 모든 지점에서 정확히 0이 되도록 강제하는 것이 아니라 허용 가능한 범위 내에서 순 분산을 유지하는 것입니다.

링크에 분산 보상이 필요한지 결정하는 방법

분산 보상을 기본 요구 사항으로 처리하는 대신 다음 진단 질문을 통해 작업하십시오.

귀하의 섬유 유형은 무엇입니까?당신이 사용하는 경우다중모드 광섬유, 모달 분산이 주요 관심사이며 DCM이나 FBG가 아닌 섬유 등급 선택 및 시작 조건-을 통해 이를 해결합니다. 단일-모드 광섬유를 사용하는 경우 다음 질문으로 계속하세요.

링크 거리와 데이터 속도는 얼마입니까?대략적인 지침에 따르면, 1550nm의 G.652 광섬유에서 약 60~80km의 10Gbps NRZ 신호에 대해 색 분산이 중요해집니다. 2.5Gbps에서는 허용 범위가 수백 킬로미터까지 확장됩니다. 40Gbps에서는 분산 제한이 보상 없이 약 4~6km로 떨어집니다. 고차{12}}변조 형식(100G+ 코히어런트 시스템에 사용됨)에는 고유한 분산 허용 특성이 있습니다.

기존 링크인가요, 아니면 새 빌드인가요?레거시 광케이블 플랜트에서는 증폭기 사이트에 DCM을 추가하는 것이 일반적이고 입증된 접근 방식입니다. 새로운 배포의 경우 올바른 광섬유 유형을 선택하고 DSP가 포함된 일관성 있는 트랜시버를 계획하는 것이 처음부터 광학 보상을 구축하는 것보다{1}}비용 효율적일 수 있습니다.

어떤 수신기 기술을 사용하고 있나요?DSP가 탑재된 코히어런트 수신기는 수만 ps/nm의 색분산을 디지털 방식으로 보상할 수 있습니다. 직접-감지 수신기는 허용 오차가 훨씬 낮습니다. 그만큼트랜시버 모듈사양은 분산 예산 계산의 핵심 입력입니다.

PMD가 요인인가요?섬유 공장의 PMD 특성을 확인하세요. 최신 G.652.D 광섬유에서 PMD는 40Gbps 미만에서는 문제가 되지 않을 것입니다. PMD 기록을 알 수 없는 오래된 파이버에서는 배포하기 전에 테스트하는 것이 좋습니다.

실제 시나리오: 실제 링크에 분산 지식 적용

시나리오 1: 엔터프라이즈 데이터 센터 다중 모드 링크

10Gbps(850nm)의 OM4 다중 모드 광섬유를 사용하여 150m 떨어진 두 건물을 연결하는 캠퍼스 데이터 센터입니다. 이 거리에서 모달 대역폭은 OM4 사양(4700MHz·km 유효 모달 대역폭) 내에 있습니다. 850nm에서 색분산이 존재하지만 이 길이에서는 무시할 수 있습니다. 전용 분산 보상이 필요하지 않습니다. 주요 설계 고려 사항은 적절한 보장을 보장하는 것입니다.케이블 설치유지해야 할 품질 및 커넥터 청결도삽입 손실예산 내에서.

시나리오 2: 10Gbps의 Metro 단일{1}}모드 링크

1550nm에서 120km의 G.652.D 광섬유를 통해 10G DWDM을 실행하는 대도시 네트워크 사업자입니다. 누적 색 분산은 약 2,040 ps/nm입니다. 이는 10G NRZ 직접 감지 수신기의 일반적인 허용 범위-(약 1,000~1,200ps/nm)를 초과합니다. 운영자는 허용 범위 내에서 순 분산을 가져오기 위해 중간 범위 증폭기 사이트에 DCM을 배포합니다. 이 최신 광섬유의 PMD는 0.1ps/√km보다 훨씬 낮으며 10Gbps에서는 별도의 처리가 필요하지 않습니다.

시나리오 3: 장거리-Coherent 100G 전송

80km마다 EDFA 증폭 기능이 있는 G.652.D 광섬유를 사용하고 100G DP-QPSK 트래픽을 전송하는 800km의 장거리 링크입니다. 총 누적 색분산이 13,000 ps/nm를 초과합니다. 그러나 코히어런트 수신기의 DSP는 색분산을 디지털 방식으로 보상하므로 인라인 DCM이 필요하지 않습니다. 증폭기 사이트 설계는 광 분산 보상보다는 잡음 지수 관리 및 OSNR 최적화에 중점을 둡니다. 일관성 있는 수신기의 PMD 허용 오차는 일반적으로 DGD의 20~30ps이며, 이는 이 광섬유 공장이 생산하는 것보다 훨씬 높습니다. 결과적으로 동일한 경로를 통한 레거시 10G 직접 감지 시스템에 비해-더 간단하고 저렴한 증폭기 체인이 탄생했습니다.

섬유 분산을 평가할 때 흔히 저지르는 실수

Confusing dispersion with attenuation.위에서 논의한 것처럼 이들은 서로 다른 장애입니다. 광 전력 예산을 통과한 링크는 과도한 분산으로 인해 여전히 실패할 수 있습니다. 항상 두 가지 예산을 모두 계산하십시오.

모든 분산 유형을 상호 교환 가능한 것으로 취급합니다.다중 모드 광섬유의 모드 분산, 단일{0}}모드 광섬유의 색 분산 및 PMD는 다양한 메커니즘으로 인해 발생하고 다양한 시스템 유형에 영향을 미치며 다양한 완화 전략이 필요합니다. 다중 모드 링크에서 DCM을 사용하거나 코히어런트 수신기의 모달 대역폭 문제를 해결하려고 시도하는 것은 기술을 잘못 적용하는 것입니다.

보상은 항상 필요하다고 가정합니다.많은광섬유 접속 코드연결 및 단거리{0}}링크는 분산 허용 범위 내에서 잘 작동합니다. 불필요한 보상 하드웨어를 추가하면 비용, 삽입 손실 및 시스템 복잡성이 증가합니다. 항상 기본 가정이 아닌 링크 예산에서 시작하십시오.

분산 기울기를 무시합니다.DWDM 시스템에서 색분산 계수는 파장 대역에 따라 달라집니다. 중앙 채널을 완벽하게 보상하는 DCM은 가장자리 채널에 상당한 잔류 분산을 남길 수 있습니다. 광대역 시스템에는 경사-일치 보상 모듈 또는 채널별 조정 가능 보상기-가 필요할 수 있습니다.

섬유공장 기록을 내려다봅니다.설치된 광섬유 유형, 길이 및 측정된 분산에 대한 정확한 지식은 보상 설계에 필수적입니다. 실제 플랜트 데이터를 사용할 수 있을 때 일반 값을 가정하는 것은 설계 마진 낭비 또는 더 나쁜 경우-보상 부족의 일반적인 원인입니다.

자주 묻는 질문

광섬유 분산이란 간단히 말해서 무엇입니까?

이는 서로 다른 시간에 도착하는 신호의 서로 다른 부분으로 인해 광섬유를 통해 이동할 때 광 펄스가 확산되는 것입니다. 그 결과 전송된 데이터를 복구하는 수신기의 능력을 감소시키는 흐릿한 펄스가 발생합니다.

광섬유 분산의 주요 유형은 무엇입니까?

세 가지 주요 범주는 모드 분산(다중 모드 광섬유에서 지배적), 색 분산(단일{0}}모드 광섬유에서 지배적) 및 편광 모드 분산(단일-모드 시스템의 높은 비트 전송률과 관련됨)입니다. 색분산은 더 나아가 물질 분산과 도파관 분산으로 구성됩니다.

단일-모드 광섬유에서 가장 중요한 분산 유형은 무엇입니까?

색분산은 대부분의 단일{0}모드 광섬유 링크의 주요 관심사입니다. PMD는 40Gbps 이상에서 추가로 관련성이 높아지며, 특히 PMD 계수가 더 높은 구형 광섬유에서 더욱 그렇습니다. 단일{4}}모드 광섬유에서는 하나의 모드만 전파되므로 모드 분산이 발생하지 않습니다.

색분산은 어떻게 보상되나요?

세 가지 주요 접근법은 다음과 같습니다: DCF/DCM 또는 광섬유 브래그 격자를 사용한 광학 보상; 수신기에서 DSP를 사용한 전자 보상(특히 코히어런트 시스템) 적절한 섬유 유형 선택 및 파장 계획을 통한 예방. 최신 네트워크에서는 일관된 DSP- 기반 보상이광트랜시버고속 링크에 대한 기본 접근 방식이 점차 늘어나고 있습니다-.

모든 광섬유 링크에는 분산 보상이 필요합니까?

아니요. 짧은 링크와 저속-시스템은 전용 보상 없이도 분산 허용 범위 내에서 잘 작동하는 경우가 많습니다. 필요성은 광섬유 유형, 거리, 데이터 속도, 파장 및 수신기 감도의 결합된 효과에 따라 달라집니다. 적절한 링크 예산 계산은 항상 보상 결정보다 먼저 이루어져야 합니다.

광섬유에서 분산이 발생하는 원인은 무엇입니까?

분산은 광 신호의 구성 요소 간의 전파 속도 차이로 인해 발생합니다. 다중 모드 광섬유에서는 서로 다른 공간 모드가 서로 다른 경로를 이동합니다. 단일-모드 광섬유에서는 광섬유의 재료 및 도파관 특성으로 인해 다양한 파장이 다양한 속도로 이동합니다. 광섬유의 복굴절로 인해 두 편광 상태가 서로 다른 지연을 경험하게 됩니다.

제로 분산은 항상 이상적인 목표입니까?

실제로는 그렇지 않습니다. WDM 시스템에서는 각 광섬유 범위의 소량의 로컬 분산이 4-파 혼합과 같은 비선형 손상을 억제하는 데 도움이 됩니다. 엔지니어링 목표는 링크의 모든 지점에서 순 분산을 제거하는 것이 아니라 수신기에서 허용 가능한 창 내에서 순 분산을 관리하는 것입니다.

결론

광섬유 분산은 감쇠 및 비선형 효과와 함께 광섬유 네트워크의 근본적인 전송 장애 중 하나입니다. 특정 시스템 - 모달, 반음계 또는 PMD -에 영향을 미치는 분산 유형을 이해하는 것이 효과적인 관리를 위한 첫 번째 단계입니다. 다음 단계는 광섬유 선택, 광학 보상, 전자 보상 또는 단순히 보상이 필요하지 않은지 확인하는 등 링크에 적합한 완화 전략을 일치시키는 것입니다.

함께 일하는 엔지니어를 위한단일-모드 광섬유대도시 및 장거리{0}}네트워크에서 색분산 관리는 여전히 핵심 설계 원칙으로 남아 있습니다. 배포하는 사람들을 위해다중모드 광섬유도달 범위가 짧은-애플리케이션에서는 모달 대역폭 제한을 이해하는 것도 똑같이 중요합니다. 그리고 일관된 DSP가 계속 발전함에 따라 "분산-제한적"과 "DSP-관리 가능" 사이의 경계가 계속 이동하므로 - 분산을 단일 구성 요소 수정이 아닌 시스템{5}}레벨 엔지니어링 문제로 접근하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다.-