Polarisasjonsmodus spredning

Som polarisasjonsmodus er dispersjon (PMD) av effekten kjent, i hvilket lys med forskjellig polarisering ved forskjellige hastigheter i en optisk fiber som forplantes. Den resulterende forsinkelsesforskjellen (differensialgruppeforsinkelse) blir vanligvis spesifisert i pikosekunder som størrelsen på polarisasjonsmodus-spredning.Over lange avstander er den proporsjonal med fiberoptikkabelens PMD-koeffisient og med kvadratroten av kabellengden. For lange fiberkabler er spredning av polarisasjonsmodus en av faktorene som begrenser maksimal båndbredde for dataoverføring. Imidlertid er deres innflytelse vanligvis betydelig mindre enn kromatisk dispersjon .

Opprinnelig årsak

I en ideell optisk bølgeleder har grunnleggende modus to ortogonale polarisasjoner med identiske forplantningskonstanter (degenererte moduser ). Eksterne påvirkninger eller produksjonsfeil forårsaker alltid interferens i en ekte glassfiber, noe som betyr at de to forplantningskonstantene endres og glassfiberen blir tobrytende . Siden forstyrrelsene er tilfeldig fordelt over glassfiberens lengde, kobles modusene inn i hverandre, noe som tilsvarer en " tilfeldig gang " -prosess. Siden en enkelt lyspuls i en konvensjonell glassfiber alltid har optiske komponenter i begge polarisasjonsplanene, og de forskjellige polariserte komponentene kommer til mottakeren med en tidsforsinkelse på grunn av PMD, utvides lyspulsen og kan i ugunstige tilfeller til og med overlappe med naboene lysimpulser. Dette påvirker spesielt overføringen med høy dataoverføringshastighet.

Den maksimale driftstid forskjell, og differensiell gruppeforsinkelse kalt ( engelsk differensialgruppeforsinkelse , DGD) bekymringer om lange avstander i sterk moduskobling:

${\ displaystyle \ Delta \ tau = D _ {\ rm {PMD}} {\ sqrt {L}}}$

${\ displaystyle D _ {\ rm {PMD}}}$betegner PMD-koeffisienten i og fiberens lengde.${\ textstyle {\ frac {ps} {\ sqrt {km}}}}$${\ displaystyle L}$

Sammenlignet med spredningen av gruppehastigheten ( kromatisk spredning ), er påvirkningen av polarisasjonsmodusdispersjonen på overføringskvaliteten mindre. Men fordi det ennå ikke har vært i stand til å bli kompensert effektivt, er dets forstyrrende innflytelse nå i forgrunnen.

Med overføringer på 10 Gbit / s var påvirkningen av PMD ubetydelig, og den kromatiske dispersjonen var håndterbar ved kompensasjon med NZDS-fibre (engelsk ikke-null dispersjon forskjøvet ). Dette er ikke lenger tilfelle med neste generasjon overføringer på 40 Gbit / s, og fibrene som skal brukes må undersøkes for PMD og verifiseres deretter før systemene tas i bruk. Fiberforbindelser med kompensert kromatisk spredning og en gjenværende PMD større enn 60 ps kan ikke brukes til 40 Gbit-systemer. Samtidig arbeides det med nye moduleringsmetoder og fremoverkorrigerende koder, som kan kompensere for en utilstrekkelig overføring med opptil ca. 6  dB .

Videre er PMD avhengig av legging av glassfiber og endrer verdien når strekk- , trykk- eller vridningskrefter utøves på glassfiberen. Temperatursvingninger kan også påvirke glassfiberen. På grunn av PMD kan ikke den teoretisk mulige overføringskapasiteten antas når du planlegger fiberoptiske overføringslenker med høy bithastighet. Men for å være på den sikre siden, må reservene tas i betraktning. Dette skjer når f.eks. B. fiberen skal legges i jordkabler med høyspentledninger .

litteratur

• Andrea Galtarossa, Curtis R. Menyuk: Polarization Mode Dispersion (Optical and Fiber Communications Reports) . Springer, New York 2010, ISBN 1-4419-2004-8 . 
• German Institute for Broad Brand Communication GmbH (red.): Optiske nettverk . 1. utgave. Vieweg & Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-9811630-6-3 . 
• Dirk Jansen: Optoelektronikk. Grunnleggende - komponenter - overføringsteknologi - nettverk og bussystemer . Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Wiesbaden 1993, ISBN 978-3-528-04714-6 . 
• Fedor Mitschke: 4.6 - spredning av polarisasjonsmodus . I: Glassfibre: fysikk og teknologi . Elsevier, Spektrum, Akad. Verlag, Heidelberg 2005, ISBN 3-8274-1629-9 , pp. 68-72 . 
• Martin Werner: kommunikasjonsteknikk. En introduksjon til alle kursene . I: Glassfibre: fysikk og teknologi . 7. utgave. Vieweg & Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0905-6 . 

weblenker

• Høy bithastighet optiske overføringssystemer polarisasjonsmodusdispersjon (PMD) (åpnet 22. desember 2017)
• Metode for elektronisk kompensasjon for spredning av polarisasjonsmodus i optiske overføringssystemer (åpnet 22. desember 2017)
• Optisk polarisasjonsmultipleks og kompensasjon for spredning av polarisasjonsmodus ved 40 Gbit / s (åpnet 22. desember 2017)

Individuelle bevis

1. ↑ ^{a b} Optiske nettverk - Systemplanleggingsstruktur . 1. utgave. dibkom GmbH, Straßfurt 2010, ISBN 978-3-9811630-6-3 , s. 111 .