Optik tolali dispersiya - yorug'lik impulslarining tola bo'ylab o'tayotganda kengayishi, turli xil signal komponentlari qabul qiluvchiga bir oz boshqacha vaqtlarda etib kelishi natijasida yuzaga keladi. Optik tolali aloqada bu kengayish signalning ravshanligini pasaytiradi, ma'lumotlarning qanchalik uzoqqa borishini cheklaydi va qabul qiluvchilarga keyingi bitni aytishni qiyinlashtiradi.
Ammo dispersiyani tushunish faqat fizikaga tegishli emas. Haqiqiy muhandislik savol: dispersiya qachon siz hal qilishingiz kerak bo'lgan muammoga aylanadi? Javob tola turiga, havola uzunligiga, ma'lumotlar tezligiga, ish to'lqin uzunligiga va tizimingiz foydalanadigan modulyatsiya formatiga bog'liq. Ma'lumot markazi ichidagi 100 metrli multimodli havola hech qachon dispersiyani boshqarishga muhtoj bo'lmasligi mumkin. 200 kmyagona-rejimli tola100G trafikni tashuvchi havola deyarli albatta bo'ladi.
Optik tolali dispersiya nima?
Optik tolali dispersiya uzatilgan impulsning tola yadrosi bo'ylab tarqalish usulini anglatadi. Yoyilish optik signalning turli komponentlari - turli to'lqin uzunliklari, turli fazoviy rejimlar yoki turli qutblanish holatlari - hammasi bir xil tezlikda harakat qilmasligi sababli yuzaga keladi.
Bu juda muhim, chunki raqamli optik aloqa toza, yaxshi ajratilgan-pulslarga bog'liq. Impulslar qo'shnilari bilan bir-biriga mos keladigan darajada kengayganida, qabul qiluvchi endi alohida bitlarni ishonchli ajrata olmaydi. Simlararo shovqin (ISI) deb ataladigan bu hodisa bit xatolik tezligini (BER) pasaytiradi va foydalanish mumkin bo'lgan uzatish masofasini qisqartiradi. ga ko'raITU-T G.652 tavsiyasi, standart yagona rejimli tola parametrlarini belgilaydi, xromatik dispersiyani joylashtirish yuqori-bit-ilovalar uchun tizim dizaynida asosiy omil hisoblanadi.
Dispersiya va zaiflashuv: muhim farq
Tolali aloqalarni baholashda eng keng tarqalgan xatolardan biri bu dispersiyani chalkashtirib yuborishdirsusaytirish. Ular tubdan farq qiladigan buzilishlar:
Zaiflashoptik quvvatni pasaytiradi. Bu dB/km bilan o'lchanadigan masofa bo'ylab signal kuchini yo'qotishdir.Dispersiyasignal vaqtini buzadi. Tarqalgan signal hali ham aniqlash uchun etarli quvvatga ega bo'lishi mumkin, ammo uning impulslari vaqt o'tishi bilan bulg'anadi va ma'lumotni o'qib bo'lmaydi.
Tolali aloqa optik quvvat byudjetidan qulay chegara bilan o'tishi mumkin va pulsning haddan tashqari kengayishi tufayli hali ham muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Shuning uchun tajribali muhandislar havolani loyihalashda quvvat byudjetini ham, dispersiya byudjetini ham baholaydilar. Tushunishkiritish yo'qolishi va qaytish yo'qolishimuhim, lekin u faqat tenglamaning kuch tomonini qamrab oladi.
Optik tolada dispersiyaga nima sabab bo'ladi?
Dispersiya optik signalning turli komponentlari har xil tarqalish kechikishlariga duch kelganda paydo bo'ladi. Muayyan mexanizm tola dizayni va signal xususiyatlariga bog'liq, ammo asosiy sabablar uchta toifaga bo'linadi:
Rejimlar orasidagi yo'l farqlari.Ko'p rejimli tolada yorug'lik yadro orqali bir nechta fazoviy yo'llar (rejimlar) bo'ylab tarqaladi. Har bir rejim bir oz boshqacha traektoriyani kuzatib boradi, ya'ni ular qabul qiluvchiga turli vaqtlarda etib kelishadi. Bu dominant dispersiya mexanizmimultimodli tolali tizimlar.
To'lqin uzunligiga-bog'liq tezlik.Hatto tor{0}}chiziq kengligidagi lazer manbai ham kichik toʻlqin uzunliklari diapazonida yorugʻlik chiqaradi. Shishaning sindirish ko'rsatkichi to'lqin uzunligiga qarab o'zgarganligi sababli - Sellmeier tenglamasida tavsiflangan xususiyat - turli spektral komponentlar turli tezlikda harakatlanadi. Bu ko'p ishlaydigan to'lqin uzunliklarida-bir rejimli tolada asosiy dispersiya mexanizmi.
Polarizatsiya{0}}bog'liq kechikish.Haqiqiy optik tolalar hech qachon mukammal simmetrik bo'lmaydi. Stress, egilish va ishlab chiqarish kamchiliklari ikki sinishiga olib keladi, ya'ni boshqariladigan yorug'likning ikkita ortogonal qutblanish holati bir oz boshqacha tarqalish konstantalarini boshdan kechiradi va turli vaqtlarda keladi.
Optik tolali dispersiyaning asosiy turlari
Modal dispersiya (intermodal dispersiya)
Modal dispersiya ko'p rejimli tolada bir nechta boshqariladigan rejimlar turli guruh tezligi bilan tarqalganda sodir bo'ladi. Ko'p rejimli tolani indekslash-da, eng past-tartib rejimi (o'q yaqinida harakat qilish) va eng yuqori-tartib rejimi (qoplama chegarasidan tik burchak ostida sakrash) o'rtasidagi yo'l uzunligidagi farq sezilarli bo'lishi mumkin. Yadro sinishi indeksi 1,48 va raqamli diafragma 0,3 bo'lgan qadam-ko'rsatkichli tola uchun intermodal kechikish 50 ns/km dan oshishi mumkin.
Graded{0}}ko‘p rejimli tola bu muammoni bartaraf etish uchun maxsus ishlab chiqilgan. Yuqori tartibli rejimlar qoplama yaqinida tezroq harakatlanishi uchun sindirish ko'rsatkichi profilini shakllantirish orqali-ko'rsatkichli dizaynlar modal dispersiyani bir yoki ikki darajaga kamaytiradi. Shuning uchun zamonaviy ma'lumotlar markazi havolalaridan ko'p foydalaniladiOM3, OM4 yoki OM5 darajali-koʻp rejimli tolabosqichli{0}}indeks dizaynlari emas.
Modali dispersiya faqat asosiy LP01 rejimini qoʻllab-quvvatlaydigan-bir rejimli tolada yoʻq qilinadi. Bu uzoqroq-masofa va yuqori tezlikda-uzatish uchun yagona rejimli toladan foydalanishning asosiy sababidir.
Xromatik dispersiya
Xromatik dispersiya odatda bitta rejimli tolali tizimlarda-eng muhim dispersiya turi hisoblanadi. Bu ikkita jismoniy mexanizmning birgalikdagi natijasidir:
Materiallarning tarqalishisilika oynasining sinishi ko'rsatkichi to'lqin uzunligi bilan o'zgarishi sababli paydo bo'ladi. Bu munosabat yaxshi tavsiflanadi va qisqa to'lqin uzunliklari odatda normal dispersiya rejimida (dispersiya to'lqin uzunligi nol-to'lqin uzunligidan past) uzunroq to'lqin uzunliklariga qaraganda sekinroq, anomal rejimda esa aksincha harakatlanishini bildiradi.
To‘lqin o‘tkazgich dispersiyasitolaning geometriyasi yorug'likning chegaralanganligiga ta'sir qilgani uchun paydo bo'ladi. Yadroda harakatlanadigan optik quvvatning qoplamaga nisbatan ulushi to'lqin uzunligiga bog'liq bo'lib, bu qo'shimcha to'lqin uzunligiga bog'liq{1}}tarqalish effektini keltirib chiqaradi. Muhandislar tolalar dizayni orqali to'lqin uzatuvchi dispersiyani shakllantirishi mumkin - shundaydispersiyali-siljitilgan va-nol dispersiyali-siljitilgan tolalarularning o'zgartirilgan dispersiya xususiyatlariga erishish.
Standart yagona rejimli tolalar (ITU-T G.652) uchun nol-dispersiya to'lqin uzunligi 1310 nm ga yaqin tushadi. Odatda ishlatiladigan 1550 nm uzatish oynasida xromatik dispersiya koeffitsienti taxminan +17 ps/(nm·km) ni tashkil qiladi.Corning SMF-28 tolasi spetsifikatsiyasi. 100 km dan ortiq havola, agar kompensatsiya qilinmasa, 10 Gbit / s signalni jiddiy buzish uchun taxminan 1700 ps/nm - gacha to'planadi.
Polarizatsiya rejimi dispersiyasi (PMD)
Polarizatsiya rejimining dispersiyasi asosiy rejimning ikkita ortogonal polarizatsiya holati o'rtasidagi differentsial guruh kechikishidan (DGD) kelib chiqadi. Deterministik va barqaror bo'lgan xromatik dispersiyadan farqli o'laroq, PMD stokastikdir - u vaqt, harorat va tolaga mexanik kuchlanish bilan o'zgaradi.
PMD statistik jihatdan aniqlangan. ITU-T G.652.D bilan mos keladigan zamonaviy tolalar uchun PMD havolasi dizayn qiymati odatda 0,1 ps/√km dan past bo'ladi. Bu kichik bo'lib tuyulishi mumkin, ammo 40 Gbit / s va undan yuqori tezlikda, bit davrlari 25 ps yoki undan kamroqgacha qisqaradi, hatto oddiy PMD to'planishi ham dolzarb bo'lib qoladi. Sanoat dizayni bo'yicha ko'rsatmalarga ko'ra, maksimal bardoshli DGD odatda bit davrining taxminan 10% ni tashkil qiladi.
O'rtacha masofalarda 10 Gbit / s tezlikda ishlaydigan tizimlar uchun PMD kamdan-kam hollarda zamonaviy tola bilan cheklovchi omil hisoblanadi. 40 Gbit/s va 100 Gbit/s tezlikda PMD-bilan dizayn -, jumladan, tolani tanlash, marshrut muhandisligi va qabul qiluvchi tomonni tenglashtirish- standart amaliyotning bir qismiga aylanadi.
Bir qarashda dispersiya turlarini solishtirish
| Dispersiya turi | Asosiy sabab | Eng ko'p ta'sirlangan tola/tizim | Kalit effekt | Birlamchi yumshatish |
|---|---|---|---|---|
| Modali dispersiya | Turli xil kechikishlar bilan bir nechta rejimlar | Ko'p rejimli tola (qadam-eng yomon indeks, darajali-indeks yaxshiroq) | Intermodal kechikishdan pulsning tarqalishi | Yagona{0}}rejimli toladan foydalaning; baholangan{1}}MMF indeksidan foydalaning; ishga tushirish shartlarini nazorat qilish |
| Xromatik dispersiya | To'lqin uzunligiga-bog'liq sinishi indeksi va to'lqin o'tkazgich effektlari | Yagona{0}rejimli tola, ayniqsa uzoq{1}}masofaga vaWDM tizimlari | Pulsning kengayishi va{0}}ramzlararo interferensiya | DCF/DCM, tolali Bragg panjarasi, DSP/EDC, tola va to'lqin uzunligini tanlash |
| Materiallarning tarqalishi | Kremniyning to'lqin uzunligiga-bog'liq sinishi | Barcha silika tolalarida xromatik dispersiya komponenti | Spektral komponentlar vaqt bilan ajralib turadi | Elyaf dizayni, to'lqin uzunligini rejalashtirish |
| To‘lqin o‘tkazgich dispersiyasi | Elyaf geometriyasi va rejim chegarasi | Yagona rejimli tolalar (DSF, NZ-DSF) | Umumiy xromatik dispersiya profilini o'zgartiradi | Tolali profil muhandisligi, dispersiyali{0}}tolali dizayn |
| PMD | Elyafning assimetriyasi va stressidan kelib chiqadigan ikki sindirish | Yuqori{0}}tezlikli yagona rejimli-tizimlar (40 Gbit/s dan katta yoki unga teng) | Tasodifiy, vaqt-oʻzgaruvchan impuls buzilishi | Past-PMD tolasi, PMD kompensatsiyasi, kogerent DSP tenglashtirish |
Qaysi tolali havolalar dispersiyadan ko'proq ta'sirlanadi?
Ko'p rejimli tolali havolalar: modal dispersiya ustunlik qiladi
Inmultimodli tolaOdatda ma'lumotlar markazlari, korporativ LAN va qurilish magistrallaridagi qisqa{1}}ilovalar uchun foydalaniladigan - tizimlari - modal dispersiya asosiy tarmoqli kengligi cheklovchi hisoblanadi. MGts·km bilan baholangan tolaning modal tarmoqli kengligi impulslarning bir-biriga mos kelishi qabul qilinishi mumkin bo'lmagan holga kelgunga qadar qanchalik uzoq va qanchalik tez uzatishingiz mumkinligini aniqlaydi.
Masalan, OM3 tolasi 2000 MGts·km 850 nm chastotada lazer bilan optimallashtirilgan{3}}taxminan 300 metrgacha 10 Gbit/s tezlikni qo'llab-quvvatlaydigan samarali modal tarmoqli kengligiga ega. OM4 uni taxminan 400 metrgacha uzaytiradi. Xromatik dispersiya ko'p rejimli tolada ham mavjud, ammo modal effektlar deyarli har doim bu masofalarda majburiy cheklovdir.
Yagona{0}}rejimli tolali havolalar: Xromatik dispersiya va PMD
Yagona rejimli tolalar yordamida modal dispersiyani olib tashlangandan so'ng, keyingi muammo xromatik dispersiyaga aylanadi. Qisqa{2}}bir rejimli havolalarda (bir necha kilometr) to‘plangan xromatik dispersiya odatda 10G va undan pastda tizim tolerantligi doirasida bo‘ladi. Masofa o'nlab yoki yuzlab kilometrlarga oshgani sayin, ayniqsa ma'lumotlar tezligi 10 Gbit / s va undan yuqori bo'lsa, dispersiyani boshqarish zarur bo'ladi.
Uzoq{0}}masofalarda vaoptik transport tarmog'i (OTN)tizimlar, har bir kilometrda xromatik dispersiya birikmalari. 1550 nm da G.652 tolasidagi 400 km aloqa taxminan 6800 ps/nm xromatik dispersiyani to'playdi. Kompensatsiyasiz, dispersiya darajasi hatto 2,5 Gbit / s signalni tiklab bo'lmaydigan qilib qo'yadi.
PMD birinchi navbatda 40 Gbps va undan yuqori tezlikda yoki PMD koeffitsienti 0,5 ps/√km dan oshishi mumkin bo'lgan eski tolali zavodda tegishli omilga aylanadi. Zamonaviy tolalar ancha qattiqroq PMD xususiyatlariga ega va DSP bilan kogerent qabul qiluvchilar an'anaviy to'g'ridan-to'g'ri aniqlash tizimlariga qaraganda ancha ko'proq PMDga toqat qila oladi.
DWDM tizimlari: har qanday buzilish birikmalari
Zich toʻlqin uzunlikdagi-boʻlinish multiplekslashda (DWDM) C-diapazoni bo'ylab 40, 80 yoki undan ortiq kanallarni o'tkazuvchi tizimlar dispersiyani boshqarish ixtiyoriy emas. Har bir kanal boshqa to'lqin uzunligida o'tiradi va dispersiya qiyalik tufayli bir oz boshqacha xromatik dispersiyani to'playdi. Bu shuni anglatadiki, butun guruh uchun faqat bitta ommaviy tuzatish emas, balki har bir kanal uchun tovon to'lash kerak bo'lishi mumkin.
Bundan tashqari, DWDM tizimlarida xromatik dispersiya va tolaning nochiziqliliklari (o'z{0}}fazali modulyatsiya, o'zaro{1}}fazali modulyatsiya, to'rt{2}}to'lqin aralashtirish) o'rtasidagi o'zaro ta'sir yanada murakkab optimallashtirish muammosini keltirib chiqaradi. Tizim dizaynerlari chiziqli boʻlmagan oʻzaro bogʻlanishni - bostirish uchun koʻpincha har bir intervalda kichik qoldiq dispersiyani qasddan saqlaydilar, shuning uchun “hamma joyda nol dispersiya” aslida dizayn maqsadi emas.
Optik tolali dispersiyani qoplash usullari
Elyaf tanlash va to'lqin uzunligini rejalashtirish
Dispersiyani boshqarishning eng asosiy usuli har qanday kompensatsion uskuna qo'shilishidan oldin to'g'ri tanlov qilishdir. Bu dastur uchun mos tola turini va ish to'lqin uzunligini tanlashni o'z ichiga oladi.
Yangi joylashtirishlar uchun standart G.652.D yagona rejimli tola-metro va uzoq{2}}tarmoqlar uchun eng keng tarqalgan tanlov boʻlib qolmoqda. Ultra-uzoq{5}}suv osti kemalari yoki yer usti havolalari uchun G.654.E past-yo'qotadigan tola belgilanishi mumkin. G.653 dispersiyasi-siljitilgan tola oʻrnatilgan eski tarmoqlarda 1550 nm chastotada nolga yaqin dispersiya bir kanalli tizimlar uchun afzallik boʻlgan, ammo toʻrtta toʻlqin aralashuvining kuchayishi tufayli DWDM masʼuliyatiga aylangan.
To'lqin uzunligini rejalashtirish ham muhimdir. Nolinchi dispersiya{1}}to‘lqin uzunligiga yaqin ishlash xromatik dispersiyani kamaytiradi, lekin chiziqli bo‘lmagan effektlarni kuchaytirishi mumkin. Nol dispersiyadan uzoqroqda ishlash chiziqli bo'lmagan bostirish imkonini beradi, lekin kompensatsiyani talab qiladi. Yagona "eng yaxshi" to'lqin uzunligi yo'q - to'g'ri tanlov tizim arxitekturasiga bog'liq.
Dispersiyani kompensatsiya qiluvchi tola (DCF) va dispersiyani kompensatsiya qiluvchi modullar (DCM)
Dispersiyani kompensatsiya qiluvchi tola - bu katta salbiy xromatik dispersiya koeffitsientiga ega bo'lish uchun ishlab chiqarilgan maxsus tola bo'lib, odatda 1550 nm da -80 dan -120 ps / (nm · km) oralig'ida. Bog'lanishga DCF ning hisoblangan uzunligini kiritish orqali uzatish tolasidan to'plangan ijobiy dispersiyani qoplash mumkin. Paketlangan shaklda bu dispersiyani kompensatsiya qiluvchi modul (DCM) deb ataladi.
Amaliy ma'lumot sifatida: 80 km standart G.652 tolasini (1550 nm da taxminan +1,360 ps/nm dispersiyani to'playdi) kompensatsiya qilish uchun, qayd etilganidek, dispersiya koeffitsienti -95 ps/(nm·km) bo'lgan taxminan 14 km DCF talab qilinadi.DCF bo'yicha ScienceDirect ensiklopediya yozuvi.
DCF samarali va yaxshi{0}}tasdiqlangan, biroq u o'zaro kelishuv-bo'lib chiqadi. Qo'shimcha tola qo'shish yo'qotilishini qo'shadi (odatda DCF uchun 0,5-0,7 dB/km, uzatish tolasi uchun 0,2 dB/km), bu qo'shimcha kuchaytirishni talab qilishi va optik signal -shovqin nisbatini pasaytirishi mumkin. DCF shuningdek, standart tolaga qaraganda kichikroq samarali maydonga ega, bu esa uni chiziqli bo'lmagan ta'sirlarga ko'proq moyil qiladi. Ushbu o'zaro kelishuvlar dispersiya koeffitsientining zaiflashuvga nisbati sifatida belgilangan savob ko'rsatkichi (FOM) yordamida baholanadi.
Shiqillagan tolali Bragg panjaralari (FBG)
Shiqillagan tolali Bragg panjarasi panjara bo'ylab turli pozitsiyalardan turli to'lqin uzunliklarini aks ettirish orqali dispersiyani qoplaydi va to'lqin uzunligiga-bog'liq kechikish hosil qiladi. Qisqa to'lqin uzunliklari panjara old tomonida aks etishi mumkin, uzunroq to'lqin uzunliklari esa aks etishdan oldin chuqurroq sayohat qiladi yoki aksincha. Natijada xromatik dispersiyani bartaraf eta oladigan boshqariladigan guruh kechikishi.
DCF bilan solishtirganda, FBG{0}}asosidagi kompensatorlar ixchamdir, qo'shish yo'qotilishi kamroq va arzimas chiziqli bo'lmagan buzilishlarni keltirib chiqaradi.Dispersiyani qoplash bo'yicha RP Photonics ensiklopediyasi. Biroq, ular signal buzilishiga olib kelishi mumkin bo'lgan - kechikish xarakteristikasidagi guruh kechikish to'lqinining - kichik davriy o'zgarishlaridan aziyat chekishi mumkin. Zamonaviy ishlab chiqarish bu muammoni sezilarli darajada kamaytirdi, lekin u yuqori unumdor{4}}tizimlar uchun dizayn masalasi bo'lib qolmoqda.
Elektron dispersiya kompensatsiyasi (EDC) va raqamli signalni qayta ishlash (DSP)
Barcha dispersiya kompensatsiyasi optik sohada sodir bo'lmaydi. Qabul qilgichdagi elektron dispersiya kompensatsiyasi va raqamli signalni qayta ishlash tolaning tarqalishi natijasida yuzaga keladigan ko'plab buzilishlarni tenglashtirishi mumkin.
Zamonaviy kogerent optik tizimlarda - 100G, 200G, 400G va undan keyingi - DSP-ga asoslangan kompensatsiya qabul qiluvchi arxitekturasining asosiy qismi hisoblanadi. Kogerent qabul qiluvchilar optik signalning amplitudasi va fazasini tiklaydi, bu DSP dvigateliga xromatik dispersiya, PMD va boshqa chiziqli buzilishlarni raqamli ravishda qaytarish uchun etarli ma'lumot beradi. Bu kogerent 100G tizimlari ko'pincha minglab kilometr G.652 tolasi bo'ylab hech qanday ichki optik dispersiya kompensatsiyasi modullarisiz ishlashining sabablaridan biridir.
10G toʻgʻridan-toʻgʻri{0}}aniqlash tizimlari uchun elektron tenglashtirish (taslim{2}}oldinga tenglashtirish, maksimal{3}}ehtimollik ketma-ketligini baholash) dispersiyani-cheklangan qoʻllashni kengaytirishi mumkin, ammo izchil DSPga qaraganda oddiyroq yaxshilanishlar bilan. Eski havolalarni yangilashda, optik kompensatsiya (DCM) qo'shish va yangilanish o'rtasidagi tanlov.kogerent qabul qiluvchiDSP o'rnatilgan-xarajat, kutilayotgan trafik o'sishi va mavjud kuchaytirgich infratuzilmasiga bog'liq.
Nima uchun "nol dispersiya" har doim ham maqsad emas
Optik tolali aloqada yangi bo'lgan muhandislar ba'zan ideal aloqa hamma joyda nol aniq dispersiyaga ega bo'lishini taxmin qilishadi. Amalda, bu ko'pincha eng yaxshi dizayn maqsadi emas. Buning ikkita sababi bor:
Birinchidan, WDM tizimlarida nolga yaqin dispersiyada ishlash ba'zi bir chiziqli bo'lmagan buzilishlarni -, xususan, to'rtta{1}}to'lqinni aralashtirishni - kuchaytiradi, bu esa kanallar o'rtasida o'zaro aloqaga olib kelishi mumkin. Har bir oraliqda mahalliy dispersiyaning o'rtacha darajasini saqlab turish, aslida bu ta'sirlarni bostiradi. Keyin umumiy to'plangan dispersiya havolaning oxirida yoki davriy kompensatsiya saytlarida qoplanadi.
Ikkinchidan, dispersiyani haddan tashqari tuzatish o'z muammolarini keltirib chiqarishi mumkin. Agar kompensatsiya haqiqiy to'plangan dispersiyaga aniq mos kelmasa (harorat o'zgarishi, tolaning qarishi va to'lqin uzunligiga bog'liq{1}}dispersiya qiyaligi hisobga olingan holda), qoldiq nomuvofiqlik unumdorlikni pasaytirishi mumkin. Shuning uchun sanoatda "tarqalishni yo'q qilish" emas, balki "dispersiyani boshqarish" atamasi qo'llaniladi. Maqsad aniq dispersiyani har bir nuqtada aniq nolga majburlamaslik, maqbul oyna ichida saqlashdir.
Sizning havolangiz dispersiya kompensatsiyasiga muhtoj yoki yo'qligini qanday aniqlash mumkin
Dispersiya kompensatsiyasini standart talab sifatida ko'rib chiqish o'rniga, quyidagi diagnostika savollari bilan ishlang:
Sizning tolangiz qanday?Agar foydalanayotgan bo'lsangizmultimodli tola, modal dispersiya sizning asosiy tashvishingizdir va siz uni DCM yoki FBG orqali emas, tolali navni tanlash va ishga tushirish shartlari - orqali hal qilasiz. Agar siz bitta rejimli tolali-bo‘lsangiz, keyingi savolga o‘ting.
Bog'lanish masofasi va ma'lumotlar tezligi qanday?Qo'pol ko'rsatma sifatida, 1550 nm da G.652 tolasida taxminan 60-80 km masofada 10 Gbps NRZ signallari uchun xromatik dispersiya muhim bo'ladi. 2,5 Gbit / s tezlikda bardoshlik bir necha yuz kilometrgacha cho'ziladi. 40 Gbit/s tezlikda dispersiya chegarasi kompensatsiyasiz taxminan 4–6 km gacha tushadi. Yuqori tartibli modulyatsiya formatlari (100G+ kogerent tizimlarida qoʻllaniladi){12}}oʻziga xos dispersiyaga bardoshlilik xususiyatlariga ega.
Bu eski havolami yoki yangi tuzilishmi?Eski tolali zavodda kuchaytirgich joylariga DCM qo'shish keng tarqalgan va tasdiqlangan yondashuvdir. Yangi oʻrnatishlar uchun toʻgʻri tola turini tanlash va DSP bilan kogerent qabul qiluvchilarni rejalashtirish boshidanoq optik kompensatsiya yaratishdan koʻra-xarajatliroq boʻlishi mumkin.
Qaysi qabul qiluvchi texnologiyasidan foydalanasiz?DSP bilan kogerent qabul qiluvchi o'n minglab ps/nm xromatik dispersiyani raqamli ravishda qoplashi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri aniqlash{1}}qabul qiluvchisi ancha past tolerantlikka ega. Theqabul qiluvchi modulspetsifikatsiya dispersiya byudjetini hisoblash uchun asosiy kirish hisoblanadi.
PMD omilmi?Tolali zavodingizning PMD tavsifini tekshiring. Zamonaviy G.652.D tolasida PMD 40 Gbit / s dan past bo'lishi mumkin emas. Noma'lum PMD tarixiga ega bo'lgan eski tolalarda, joylashtirishdan oldin sinovdan o'tish tavsiya etiladi.
Amaliy stsenariylar: Dispersiya bilimlarini haqiqiy havolalarga qo'llash
Stsenariy 1: Enterprise Data Center Multimode Link
10 Gbit/s (850 nm) tezlikda OM4 multimode tolasi yordamida bir-biridan 150 metr masofada joylashgan ikkita binoni bog‘laydigan kampus ma’lumotlar markazi. Ushbu masofada modal tarmoqli kengligi OM4 spetsifikatsiyasiga (4700 MHz · km samarali modal tarmoqli kengligi) juda mos keladi. 850 nm da xromatik dispersiya mavjud, ammo bu uzunlikda ahamiyatsiz. Maxsus dispersiya kompensatsiyasi talab qilinmaydi. Asosiy dizayn e'tibori to'g'riligini ta'minlashdirkabel o'rnatishsaqlash uchun sifat va ulagichning tozaligikiritish yo'qolishibyudjet doirasida.
2-stsenariy: 10 Gbit/s tezlikda-Metro yagona rejimi
1550 nm da G.652.D tolasining 120 km dan ortiq masofasida 10G DWDM ishlaydigan metropoliten tarmoq operatori. Yig'ilgan xromatik dispersiya taxminan 2040 ps/nm ni tashkil qiladi. Bu 10G NRZ to'g'ridan-to'g'ri aniqlash- qabul qiluvchisi uchun odatiy bardoshlik oynasidan oshib ketadi (taxminan 1000–1200 ps/nm). Operator tolerantlik doirasida aniq dispersiyani olib kelish uchun oʻrta masofa kuchaytirgich saytida DCM oʻrnatadi. Ushbu zamonaviy tolada PMD 0,1 ps/√km dan ancha past va 10 Gbit/s tezlikda alohida ishlov berishni talab qilmaydi.
3-stsenariy: Uzoq masofaga-Koherent 100G transporti
Har 80 km EDFA kuchaytiruvchi G.652.D tolasidan foydalangan holda, 100G DP-QPSK trafigini tashiydigan uzoq-800 km masofa. Jami to'plangan xromatik dispersiya 13000 ps/nm dan oshadi. Biroq, kogerent qabul qiluvchining DSP kromatik dispersiyani raqamli ravishda qoplaydi, bu esa inline DCMlarga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi. Kuchaytirgich saytining dizayni optik dispersiya kompensatsiyasidan ko'ra shovqin ko'rsatkichlarini boshqarish va OSNR optimallashtirishga qaratilgan. Kogerent qabul qiluvchining PMD tolerantligi odatda 20-30 ps DGD ni tashkil qiladi, bu bu tolali zavod ishlab chiqaradiganidan ancha yuqori. Natija shu marshrutdagi eski 10G toʻgʻridan-toʻgʻri aniqlash tizimiga nisbatan-oddiyroq va arzonroq kuchaytirgich zanjiri.
Elyaf dispersiyasini baholashda keng tarqalgan xatolar
Dispersiyani susaytirish bilan chalkashtirib yuborish.Yuqorida aytib o'tilganidek, bu turli xil buzilishlar. Optik quvvat byudjetidan o'tgan havola hali ham haddan tashqari dispersiyadan muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin. Har doim ikkala byudjetni hisoblang.
Barcha dispersiya turlarini almashtiriladigan sifatida ko'rib chiqish.Ko'p rejimli tolada modal dispersiya, bitta rejimli tolada xromatik dispersiya va PMD turli mexanizmlar tufayli yuzaga keladi, turli tizim turlariga ta'sir qiladi va turli yumshatish strategiyalarini talab qiladi. Ko'p rejimli havolada DCM dan foydalanish yoki kogerent qabul qiluvchi bilan modal tarmoqli kengligi muammolarini tuzatishga urinish texnologiyani noto'g'ri qo'llash bo'ladi.
Kompensatsiya har doim talab qilinadi.Ko'pchilikoptik tolali patch kabeliulanishlar va qisqa{0}}aloqalar dispersiyaga bardoshliligi doirasida yaxshi ishlaydi. Keraksiz kompensatsiya uskunasini qo'shish xarajatlarni, qo'shish yo'qotilishini va tizimning murakkabligini oshiradi. Har doim standart taxmindan emas, balki havola byudjetidan boshlang.
Dispersiya qiyaligiga e'tibor bermaslik.DWDM tizimlarida xromatik dispersiya koeffitsienti to'lqin uzunligi diapazoni bo'ylab o'zgaradi. Markaziy kanalni mukammal darajada kompensatsiya qiluvchi DCM chekka kanallarni sezilarli qoldiq dispersiya bilan qoldirishi mumkin. Keng polosali tizimlar uchun qiyalik{2}}mos keladigan kompensatsiya modullari yoki-kanalga sozlanishi mumkin bo'lgan kompensatorlar kerak bo'lishi mumkin.
Tolali o'simlik yozuvlarini ko'zdan kechirish.Kompensatsiyani loyihalash uchun o'rnatilgan tolalar turi, uzunligi va o'lchangan dispersiyani to'g'ri bilish juda muhimdir. Haqiqiy zavod ma'lumotlari mavjud bo'lganda umumiy qiymatlarni qabul qilish dizayn marjasi chiqindilarining umumiy manbai yoki eng yomoni, tovon to'lashning-dir.
Tez-tez so'raladigan savollar
Oddiy qilib aytganda, optik tolali dispersiya nima?
Bu yorug'lik impulslarining tolalar orqali o'tayotganda tarqalishi, turli vaqtlarda kelgan signalning turli qismlaridan kelib chiqadi. Natijada qabul qiluvchining uzatilgan ma'lumotlarni qayta tiklash qobiliyatini kamaytiradigan loyqa impulslar paydo bo'ladi.
Optik tolali dispersiyaning asosiy turlari qanday?
Uchta asosiy toifaga modal dispersiya (ko‘p rejimli tolada dominant), xromatik dispersiya (bir rejimli tolada dominant) va qutblanish rejimi dispersiyasi (bir rejimli tizimlarda yuqori bit tezligiga tegishli-dir). Xromatik dispersiya keyinchalik material dispersiyasi va to'lqin uzatuvchi dispersiyadan iborat.
Yagona rejimli tolada qaysi dispersiya turi eng muhim-dir?
Xromatik dispersiya ko‘pchilik bir rejimli tolali havolalar uchun-birinchi masala hisoblanadi. PMD qo'shimcha ravishda 40 Gbit / s va undan yuqori tezlikda, ayniqsa PMD koeffitsientlari yuqori bo'lgan eski tolalarda qo'shimcha ahamiyatga ega bo'ladi. Modal dispersiya bir rejimli tolada-ro‘y bermaydi, chunki faqat bitta rejim tarqaladi.
Xromatik dispersiya qanday kompensatsiya qilinadi?
Uchta asosiy yondashuv quyidagilardir: DCF/DCM yoki tolali Bragg panjaralari yordamida optik kompensatsiya; qabul qiluvchida DSP yordamida elektron kompensatsiya (ayniqsa, izchil tizimlarda); va tegishli tola turini tanlash va to'lqin uzunligini rejalashtirish orqali oldini olish. Zamonaviy tarmoqlarda DSP{1}}ga asoslangan kompensatsiya izchiloptik qabul qiluvchilaryuqori tezlikdagi havolalar uchun standart yondashuv tobora ortib bormoqda.
Har bir tolali aloqa dispersiyani qoplashga muhtojmi?
Yo'q. Qisqa havolalar va past tezlikli tizimlar ko'pincha dispersiyaga bardoshliligi doirasida hech qanday maxsus kompensatsiyasiz yaxshi ishlaydi. Ehtiyoj tola turi, masofa, ma'lumotlar tezligi, to'lqin uzunligi va qabul qiluvchining sezgirligining birgalikdagi ta'siriga bog'liq. To'g'ri bog'langan byudjet hisobi har doim har qanday kompensatsiya qarorlaridan oldin bo'lishi kerak.
Optik tolada dispersiyaga nima sabab bo'ladi?
Dispersiya optik signal komponentlari orasidagi tarqalish tezligidagi farqlardan kelib chiqadi. Ko'p rejimli tolada turli fazoviy rejimlar turli yo'llarni bosib o'tadi. Bitta{2}}rejimli tolada turli to‘lqin uzunliklari tolaning moddiy va to‘lqin o‘tkazuvchi xususiyatlari tufayli har xil tezlikda harakatlanadi. Elyafdagi ikki sinishi ikki qutblanish holatida turli kechikishlarni boshdan kechirishiga olib keladi.
Nolinchi dispersiya har doim ideal maqsadmi?
Amalda emas. WDM tizimlarida har bir tola oralig'ida kichik miqdordagi mahalliy dispersiya to'rtta to'lqinni aralashtirish kabi chiziqli bo'lmagan buzilishlarni bostirishga yordam beradi. Muhandislik maqsadi - havolaning har bir nuqtasida uni yo'q qilmaslik emas, balki qabul qiluvchining maqbul oynasi ichida aniq dispersiyani boshqarish.
Xulosa
Optik tolali dispersiya zaiflashuv va chiziqli bo'lmagan ta'sirlar bilan bir qatorda optik tolali tarmoqlarda asosiy uzatish buzilishlaridan biridir. Qaysi turdagi dispersiya muayyan tizimingizga - modal, xromatik yoki PMD - ta'sir qilishini tushunish samarali boshqaruv sari birinchi qadamdir. Keyingi qadam to'g'ri yumshatish strategiyasini havolaga moslashtirishdir: tolani tanlash, optik kompensatsiya, elektron kompensatsiya yoki shunchaki kompensatsiya kerak emasligini tasdiqlash.
Ishlayotgan muhandislar uchunyagona-rejimli tolametro va uzoq masofali{0}}tarmoqlarda xromatik dispersiyani boshqarish asosiy dizayn intizomi bo'lib qolmoqda. Joylashtiruvchilar uchunmultimodli tolaqisqaroq{0}}ilovalarda modal tarmoqli kengligi cheklovlarini tushunish bir xil darajada muhimdir. Va izchil DSP rivojlanishda davom etar ekan, “tarqalish{2}}cheklangan” va “DSP{3}}boshqariladigan” chegarasi - o‘zgarib boraveradi, bu esa dispersiyaga bitta komponentli tuzatish emas,-tizim darajasidagi muhandislik muammosi sifatida yondashish har qachongidan ham muhimroqdir.
