Disperzia optického vlákna je časový rozptyl spektrálnych alebo vidových zložiek optického signálu. Hlavným dôvodom rozptylu sú rôzne rýchlosti šírenia jednotlivých zložiek optického signálu. Disperzia sa prejavuje ako rozšírenie, predĺženie trvania šírenia cez vlákno
optické impulzy.
Vo všeobecnom prípade je špecifikovaná hodnota rozšírenia optického impulzu ∆δ určená priamo hodnotami strednej odmocniny trvania pri vysielacom δin a δout, v tomto poradí:
Disperzia zase vytvára presluchy, vedie k medzisymbolovému rušeniu a tým k chybám v príjme signálu, čo obmedzuje prenosovú rýchlosť v linke, alebo inými slovami, dĺžku úseku regenerácie (RU).
Intermódová disperzia
Intermódová disperzia je charakteristická len pre multimódové optické vlákna. Vzniká v multimódových vláknach v dôsledku prítomnosti viac mod c rôzne časyšírenia a rôznych dĺžok dráh, ktoré jednotlivé módy prechádzajú v jadre vlákna (obr. 1.10 - 1.11).
Šírka pásma typických gradientných multimódových optických vlákien je charakterizovaná širokopásmovým faktorom ∆F, MHz-km, ktorého hodnota je uvedená v pasových údajoch pri vlnových dĺžkach zodpovedajúcich prvému a druhému okienku priehľadnosti. Typické šírky pásma typických multimódových optických vlákien sú 400...2000 MHz-km.
Implementácia vysokorýchlostného multimódového FOL vyžaduje použitie jednovidových laserov ako zdrojov žiarenia pre optoelektronické moduly OSB, ktoré poskytujú rýchlosť prenosu dát viac ako 622 Mbps (STM-4). Na druhej strane, hlavným faktorom skreslenia optických signálov jednovidových OSB šíriacich sa vláknami multimódových FOL už nie je multimódová disperzia, ale diferenciálne oneskorenie režimu (DMD). DMD má náhodný charakter a závisí priamo od parametrov konkrétneho páru zdroj-vlákno, ako aj od podmienok pre zavedenie žiarenia z laserového výstupu do lineárnej dráhy multimódového FOL. Preto v pase údaje o nový typ multimódové optické vlákna - vlákna optimalizované pre prevádzku s lasermi - okrem hodnôt koeficientu širokopásmového pripojenia, ktorý umožňuje odhadnúť veľkosť intermódovej disperzie pri prenose signálov multimódového SOS cez multimódové FOL, dodatočné informácie získané ako výsledok DMD meraní počas procesu výroby vlákna je tiež indikovaná napríklad obmedzujúca dĺžka ECU single-mode Gigabit Ethernet SOS.
Je zrejmé, že intermodová disperzia sa neobjavuje v jednovidových optických vláknach. Jedným z hlavných faktorov skreslenia signálov šíriacich sa cez jednovidové optické vlákna je chromatická a polarizačná vidová disperzia.
Chromatická disperzia Dch je spôsobená konečnou šírkou laserového emisného spektra a rozdielom v rýchlostiach šírených jednotlivými spektrálnymi zložkami optického signálu. Chromatická disperzia sa skladá z materiálu a vlnovodu a prejavuje sa v jednovidových aj multimódových optických vláknach:
Disperzia materiálu
Disperzia materiálu Dmat je určená disperznými charakteristikami materiálov, z ktorých je vyrobené jadro optického vlákna - kremeň a dopanty. Spektrálna závislosť indexu lomu materiálu jadra a plášťa (obrázok 1.24) spôsobuje zmeny s vlnovou dĺžkou a rýchlosťou šírenia.
Pomerne často je táto závislosť opísaná známou Sellmeierovou rovnicou, ktorá má nasledujúci tvar:
(1.28)
Kde Aj a Bj sú Sellmeirove koeficienty zodpovedajúce danému typu materiálu, dopantu a jeho koncentrácii.
Ryža. 1.24. Spektrálna závislosť indexu lomu čistého kremeňa (plná krivka) a kremeňa dopovaného 13,5 % germánia (prerušovaná krivka)
Je zrejmé, že túto charakteristiku pre kremenné vlákna možno považovať za nezmenenú. Rozptyl materiálu je charakterizovaný koeficientom Dmat ps/(nmkm), ktorý je určený zo známeho vzťahu:
 |
Ako príklad na obr. 1.25 sú uvedené spektrálne charakteristiky materiálových disperzných koeficientov čistého kremeňa a kremeňa dopovaného 13,5 % germánia.
Je zrejmé, že charakter prejavu disperzie materiálu závisí nielen od šírky spektra žiarenia zdroja, ale aj od jeho centrálnej prevádzkovej vlnovej dĺžky. Takže napríklad v oblasti tretieho okna priehľadnosti λ=1550 nm sa kratšie vlny šíria rýchlejšie ako dlhšie a disperzia materiálu je väčšia ako nula (Dmat>0). Tento rozsah sa nazýva oblasť normálnej alebo pozitívnej disperzie (obr. 1.26 (b)).
V oblasti prvého priesvitného okienka λ=850 nm sa naopak dlhšie vlny šíria rýchlejšie ako kratšie a rozptyl materiálu zodpovedá zápornej hodnote (Dmat<0) Данный диапазон называется областью аномальной или отрицательной дисперсии (рис. 1.26 (в)).
Ryža. 1.26. Chromatická disperzia: (a) impulz na vstupe FOL; b) normálne
disperzia; (c) anomálna disperzia; d) oblasť s nulovým rozptylom.
V určitom bode spektra, ktorý sa nazýva bod nulovej disperzie materiálu λ0, nastáva koincidencia, pričom krátke aj dlhé vlny sa šíria rovnakou rýchlosťou (obr. 1.26 (d)). Takže napríklad pre čistý kremeň SiO2 bod nulovej disperzie materiálu zodpovedá vlnovej dĺžke 1280 nm (obr. 1.25).
Rozlišujte vidovú disperziu, ktorá je spôsobená veľkým počtom vidov v optickom vlákne a chromatickou disperziou spojenou s nekoherenciou svetelných zdrojov skutočne pracujúcich v určitom rozsahu vlnových dĺžok.
Zvážte šírenie svetelného lúča pozdĺž multimódového vlákna. V tomto prípade existujú dva režimy, dva lúče. Prvý sa tiahne pozdĺž pozdĺžnej osi vlákna, zatiaľ čo druhý sa odráža od rozhraní médií. Dráha druhého svetelného lúča je teda väčšia ako prvá. Výsledkom je, že keď sa dva lúče nesúce elektromagnetickú energiu spočítajú, v porovnaní šikmého lúča s axiálnym lúčom je časové oneskorenie, ktoré sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:
c- rýchlosť svetla
l- dĺžka vlákna
n 1
,
n 2– indexy lomu jadra a obalu
Gradientová disperzia optických vlákien, zvyčajne o dva rády nižšia ako vlákna so stupňovitým profilom indexu lomu. Vďaka plynulej zmene indexu lomu jadra optického vlákna klesá dráha druhého lúča pozdĺž vlákna. Tým sa zníži druhé časové oneskorenie vzhľadom na prvý lúč.
Jednovidová vidová disperzia optického vlákna a žiadne zvýšenie trvania impulzu je určené chromatickou disperziou, ktorá sa zase delí na materiál a vlnovod.
Fenomén materiálovej disperzie sa nazýva absolútna závislosť indexu lomu n materiálovej vlnovej dĺžky svetla ( n =ϕλ()). Koeficient rozptylu vlnovodu je určený závislosťou fázy β a frekvencie ( β=ϕ ω() ).
Rozšírenie impulzu v dôsledku chromatickej disperzie sa vypočíta pomocou vzorca:
m– rozšírenie impulzu v dôsledku rozptylu materiálu, ps;
τ B– rozšírenie impulzu v dôsledku rozptylu vlnovodu, ps;
∆λ
– spektrálna šírka zdroja žiarenia, nm;
M(λ) je koeficient špecifickej disperzie materiálu, ps / nm km;
B(λ)– koeficient rozptylu vlnovodu, ps / nm km.
Zvážte vplyv disperzie materiálu a vlnovodu v jednovidovom vlákne. Ako je zrejmé z grafu, nárast rozptylu vlnovej dĺžky materiálu klesá a pri vlnovej dĺžke 1,31 m sa rovná nule. Vlnová dĺžka sa v tomto prípade považuje za vlnovú dĺžku s nulovou disperziou. Súčasne sa disperzia viac ako 1,31 mikrónu stáva negatívnou. Neovplyvnená disperzia vlnovodu vlákien je relatívne malá hodnota a je v rozsahu kladných čísel. Pri vývoji optického vlákna s posunutou disperziou, ktorá je založená na vlnovodnej zložke, sa snaží kompenzovať disperziu materiálu na dlhšie vlnové dĺžky, tj tretie priehľadné okienko (λ = 1,55 m). Tento posun sa uskutočňuje zmenšením priemeru jadra, zvýšením Δ a použitím trojuholníkového tvaru profilu indexu lomu jadra.
Pri šírení polarizovanej svetelnej vlny pozdĺž optického vlákna dochádza k polarizačnej disperzii. Svetelná vlna z hľadiska vlnovej teórie je neustále sa meniaci vektor magnetického a elektrického poľa, ktorý je kolmý na šírenie elektromagnetických (svetelných) vĺn. Príkladom svetelnej vlny môže byť prirodzené svetlo, ktorého smer elektrického vektora sa náhodne mení. Ak je žiarenie monochromatické a vektory kmitajú s konštantnou frekvenciou, možno ich znázorniť ako súčet dvoch vzájomne kolmých zložiek x a y. Ideálne optické vlákno je izotropné médium, v ktorom sú elektromagnetické vlastnosti rovnaké vo všetkých smeroch, napríklad indexy lomu. Médiá s rôznymi indexmi lomu v dvoch ortogonálnych osiach x a y sa nazývajú dvojlomné. V tomto prípade teda vlákno zostáva jedným módom, pretože dva ortogonálne polarizované módy majú rovnakú konštantu šírenia. Ale to platí len pre ideálne optické vlákno.
V skutočnom optickom vlákne majú dva ortogonálne polarizované módy neidentické konštanty šírenia, takže dochádza k časovému oneskoreniu a rozšíreniu optického impulzu.
Rozšírenie impulzu v dôsledku rozptylu polarizačného vidu (PMD) sa vypočíta takto:
Preto sa polarizačná vidová disperzia prejavuje iba v jednovidových optických vláknach s netsirkulyarnoy (eliptickým) jadrom a za určitých podmienok sa stáva porovnateľným s chromatickým. Preto je výsledné disperzné jednovidové optické vlákno určené nasledujúcim vzorcom:
Disperzia výrazne obmedzuje šírku pásma optických vlákien. Maximálna šírka pásma na optickej linke 1 km vypočítaná podľa približného vzorca:
τ - rozšírenie pulzu, ps / km.
2.1 Príčiny a typy rozptylu
Hlavným dôvodom výskytu disperzie vo vlákne je nekoherencia zdroja žiarenia (laser). Ideálny zdroj vyžaruje všetok výkon pri danej vlnovej dĺžke λ 0 , v skutočnosti sa však žiarenie vyskytuje v spektre λ 0 ± Δλ (obr. 2.1), keďže nie všetky excitované elektróny sa vrátia do rovnakého stavu, z ktorého boli odstránené. počas čerpania.
Obr.2.1. Skutočné laserové žiarenie
Index lomu je frekvenčne závislá veličina, to znamená, že n je funkciou λ: n = f (λ), pozri obr. 2.2.
Obr.2.2. Závislosť indexu lomu od vlnovej dĺžky
Preto, keď sa signál pozostávajúci zo zmesi vlnových dĺžok λ 0 ± Δλ šíri, časti signálu sa pohybujú rôznymi rýchlosťami a dochádza k rozptylu:
λ ± Δλ → n ± Δn → c /(n ± Δn) → v ± Δv → Δτ.
Tento druh disperzie sa nazýva disperzia materiálu.
Konštanta priečneho šírenia vlny (pozdĺž polomeru vlákna) závisí aj od vlnovej dĺžky, to znamená od oblasti režimu a plochy tej časti plášťa, ktorá je zachytená oblasťou režimu, ktorá presahuje hranice jadra. na vlnovej dĺžke. Šírenie svetla pozdĺž hraničnej časti obalu s jadrom prebieha vyššou rýchlosťou ako pozdĺž jadra, čo prispieva k zmene disperzie. Táto disperzia sa nazýva vlnovodná disperzia. Obe tieto disperzie, materiál aj vlnovod, sa súhrnne označujú ako chromatická disperzia. Sčítajú sa aritmeticky. Na obrázku 2.3 je znázornená závislosť rozptylu materiálu a vlnovodu a ich súčet od vlnovej dĺžky. Pre štandardné jednovidové vlákno pri λ = 1300 nm sú tieto disperzie rovnaké a opačného znamienka a celková disperzia je nulová.
Obr.2.3. Závislosť vlnovej dĺžky materiálu a rozptylu vlnovodu v štandardnom jednovidovom vlákne (nm)
V multimódovom vlákne existuje okrem chromatickej disperzie aj intermódová disperzia. Ak existuje niekoľko režimov, potom sa každý šíri pozdĺž vlákna svojou vlastnou rýchlosťou, ktorá sa môže navzájom výrazne líšiť. Obrázok 2.4 ukazuje grafy fázových rýchlostí niektorých režimov.
Ryža. 2.4. Graf fázových rýchlostí niektorých režimov ako funkcie frekvencie.
Ak sa zmenia parametre vlákna, napríklad sa náhodou zmení priemer jadra, zmenia sa režimy a režimy si vymieňajú energiu. Intermódová disperzia je rádovo väčšia ako chromatická disperzia, čo viedlo k vývoju jednovidových káblov, v ktorých neexistuje intermodová disperzia. Tabuľka 2.1 ukazuje približný pomer typov disperzie pre rôzne typy vlákien.
Tabuľka 2.1. Vzťah medzi rôznymi typmi disperzie
Celková disperzia je definovaná ako druhá odmocnina súčtu druhých mocnín chromatických a intermodálnych disperzií:
(2.1)
Disperzie materiálu a vlnovodu sa vypočítajú podľa vzorcov
τ mat = ∆λ∙ М(λ)∙ L (2,2),
τ vv = ∆λ∙ В(λ)∙ L (2,3),
kde ∆λ je šírka pásma laserového žiarenia, nm;
М(λ) a В(λ) – špecifické disperzie materiálu a vlnovodu, ps/(nm·km);
L je dĺžka trate, km.
Hodnoty M(λ) a B(λ) sú uvedené v referenčných knihách.
τ Σ \u003d [τ mm 2 + (τ mat + τ vv) 2] 1/2
Stolový variant. 2.1. Približné hodnoty disperzie pre rôzne typy vlákien
2.2. Polarizačný režim rozptylu (PMD)
Svetlo je kmitanie priečne k smeru šírenia svetla (obr. 2.5). Ak koniec vektora poľa opisuje priamku, potom sa takáto polarizácia nazýva lineárna, ak kruh alebo elipsa, potom kruhová alebo eliptická. Väčšina ľudí, až na vzácne výnimky, polarizáciu svetla nepociťuje, len málokto (napríklad Lev Tolstoj) jasne rozlišuje polarizované a nepolarizované svetlo. Bežný integrovaný svetelný prijímač (dióda) tiež reaguje iba na intenzitu vlny a nie na jej polarizáciu. Niektoré optické zariadenia, ako napríklad určité typy zosilňovačov, však majú zisk závislý od polarizácie.
Ryža. 2.5. Typy lineárnej polarizácie
Okrem toho má vektorová polarizácia veľký význam v procesoch odrazu a lomu, keďže Fresnelove koeficienty charakterizujúce amplitúdy odrazených a lomených vĺn vo všeobecnosti závisia od smeru vektora polarizácie (obr. 2.6). Obrázok 2.6 ukazuje, ako sa zmes lúčov paralelnej (pomlčky) a kolmej (bodka) polarizácie odráža vzhľadom na rovinu šírenia pri prechode cez horizontálnu separačnú rovinu. Z obrázku je vidieť, že pod určitým uhlom (Brewsterov uhol) majú všetky odrazené vlny kolmú polarizáciu a lomené vlny majú paralelnú polarizáciu.
Ryža. 2.6. Odraz vĺn rôznej polarizácie.
V klasickom jednovidovom vlákne je jediným režimom vlna HE 11. Ak sa však berie do úvahy polarizácia, tak vlákno obsahuje dva navzájom ortogonálne módy zodpovedajúce horizontálnej a vertikálnej osi x a y. V reálnej situácii vlákno nie je vždy ideálnym kruhom v priereze, ale často predstavuje malú elipsu kvôli určitým vlastnostiam technológie. Okrem toho pri navíjaní kábla a pri jeho ukladaní dochádza k asymetrickým mechanickým napätiam a deformáciám vlákien, čo vedie k dvojlomu. Index lomu sa zmení v dôsledku dodatočného napätia a rýchlosti šírenia ortogonálnych vidov v rôznych oblastiach sa budú navzájom líšiť, čo spôsobí rôzne časové oneskorenia pri šírení ortogonálnych vidov. Impulz ako celok sa časom štatisticky rozšíri, čo sa nazýva disperzia polarizačného vidu (PMD). Keďže PMD v rôznych častiach čiary je rozdielne a riadi sa štatistickými zákonmi, zvyčajne sa používa súčet odmocniny a PMD sa vypočíta pomocou vzorca
Informácie o OF sa prenášajú vo forme krátkych optických impulzov. Energia impulzu je rozdelená medzi všetky riadené režimy. Rýchlosti všetkých režimov pozdĺž ich trajektórie v stupňovitom OF sú rovnaké. Čas, ktorý potrebujú na prejdenie 1 km SV, sa však bude líšiť. Na výstupe OF sa sčítavajú impulzy jednotlivých režimov, ktoré prišli v rôznych časoch a tvoria tak širší optický impulz v porovnaní so vstupným (obr. 2.1).
Ryža. 2.1. Trajektórie meridionálnych lúčov v OF so stupňovitým profilom indexu lomu.
Fenomén rozširovania impulzov vo viacvidovom optickom vlákne sa nazýva intermódová disperzia, ktorá je charakterizovaná hodnotou D m , meranou v ns/km. Ak je známa hodnota disperzie, potom rozšírenie hybnosti Δt v OF dĺžky L v prvej aproximácii je určené výrazom:
Horný odhad hodnoty intermódovej disperzie: najmenšia trajektória a najmenší čas šírenia t min má lúč šíriaci sa pozdĺž osi OF.
Najväčšiu trajektóriu a najdlhší čas šírenia t max má lúč šíriaci sa pozdĺž optického vlákna, odrážajúci sa od rozhrania medzi jadrom a obalom pod uhlom úplného vnútorného odrazu.
Potom . (2.4)
Rozptyl obmedzuje rýchlosť prenosu informácií cez OF.
Ryža. 2.2. Závislosť intermódovej disperzie od relatívneho rozdielu medzi indexmi lomu jadra a plášťa.
Hodnota rozptylu medzi režimami [ns/km] súvisí s koncepciou širokopásmového pripojenia alebo špecifickej šírky pásma B[MHz km]
Hodnota šírky pásma pre stupňovité multimódové vlákna oxidu kremičitého je obmedzená na 20-50 MHz km.
Pre gradientové multimódové vlákna je šírka pásma v rozsahu 200 - 2000 MHz km.
Radikálnym spôsobom zníženia rozptylu je prechod z multimódového prenosu na jeden režim.
Prvýkrát bol prenos v jednom režime vo vlákne so stupňovitým indexom dosiahnutý znížením polomeru jadra na 5 µm. Takéto vlákna sa nazývajú štandardné jednovidové vlákna.
Dôležitým normalizovaným parametrom pre jednovidové vlákna je priemer w alebo polomer r n m vidového bodu (pola), ktorý charakterizuje stratu pri vstupe svetla do vlákna a používa sa na výpočty namiesto polomeru alebo priemeru jadra, jeho hodnota závisí od typu vlákna a prevádzkovej vlnovej dĺžky a leží v rozmedzí 8 až 10 mikrónov (v skutočnosti je o 10-12 % väčšia ako priemer jadra).
V prípade OF s jedným režimom možno distribúciu intenzity poľa režimu aproximovať pomocou Gaussovej krivky:
Ryža. 2.3. Určenie priemeru módového poľa.
Na obr. 2.4. Zobrazené sú vyjadrením vypočítané rozloženia modálneho poľa pre štandardné vlákno pri vlnových dĺžkach, ktoré sa bežne používajú na komunikáciu.
Ryža. 2.4. Distribúcia módového poľa základného módu v štandardnom vlákne.
Keďže rýchlosť šírenia svetla v OF závisí od vlnovej dĺžky žiarenia λ, rôzne spektrálne zložky signálu sa šíria rôznymi rýchlosťami.
Ryža. 2.5. Spektrum žiarenia zdroja.
Chromatická disperzia pozostáva z dvoch zložiek: materiálu a vlnovodu:
Ako fyzikálna veličina sa meria v ps / (nm km) a znamená rozšírenie impulzu v 1 km dlhom vlákne so šírkou spektra signálu 1 nm (pri zohľadnení prenosovej rýchlosti a šírky spektra zdroja žiarenia).
Materiálová disperzia je spôsobená závislosťou indexu lomu kremeňa n (fázy aj skupiny) alebo rýchlosti šírenia svetla v kremeni od vlnovej dĺžky (obr. 1.10) a je úmerná druhej derivácii indexu lomu vzhľadom na na vlnovú dĺžku:
Ryža. 2.6. Vznik rozptylu materiálu.
Na obr. 2.7 je znázornená závislosť rozptylu materiálu od vlnovej dĺžky. Je vidieť, že disperzia materiálu má znamienko a pri vlnovej dĺžke nulovej disperzie materiálu λ = λ 0 prechádza mat cez 0.
Disperzia vlnovodu Dv nesúvisí s vlastnosťami materiálu, ale závisí od konštrukcie a rozmerov vlnovodu. Jeho vzhľad je spôsobený skutočnosťou, že vlna v single-mode OF sa šíri čiastočne v jadre, čiastočne v plášti a index lomu pre ňu má priemernú hodnotu medzi indexmi lomu jadra a plášťa. Pri zmene vlnovej dĺžky sa mení hĺbka prieniku poľa do kremenného obalu a následne sa mení aj priemerná hodnota indexu lomu.
Ryža. 2.7. Chromatická disperzia v štandardnom jedinom režime
vláknina.
Ryža. 2.8. Vznik rozptylu vlnovodu.
Disperzia vlnovodu je negatívna a s rastúcou λ klesá. To umožňuje zmenou veľkosti a konštrukcie OF riadiť závislosť Dv a následne závislosť D xp od λ.
Existuje taká vlnová dĺžka, pri ktorej sú disperzie materiálu a vlnovodu rovnaké v absolútnej hodnote a majú opačné znamienka, to znamená, že chromatická disperzia je nulová. Táto vlnová dĺžka sa nazýva vlnová dĺžka nulovej chromatickej disperzie alebo jednoducho vlnová dĺžka nulovej disperzie λ 0 D .
Vo väčšine jednorežimových OF je umiestnenie osí najvyššej a najnižšej rýchlosti náhodné a expanzia impulzu prechádzajúceho cez OF sa zvyšuje so zvyšujúcou sa dĺžkou L v pomere k druhej odmocnine dĺžky OF:
kde Dp je disperzia v polarizačnom režime.
Pre väčšinu jednovidových optických vlákien je rozptyl polarizačného režimu v rozsahu 0,02 – 0,2 ps/km 0,5.
Pred uvažovaním o koncepte analyzátora chromatickej disperzie si označme, aké typy disperzií sú v optickom vlákne, čo je to chromatická disperzia (CD), z akých komponentov sa skladá, aké metódy existujú na jej meranie.
Typy disperzií
Vo svetlovode sú nasledujúce typy disperzií:
modálny alebo intermodálny;
chromatické (materiál, vlnovod);
polarizujúce.
Ich súčet tvorí celkový rozptyl vo vlákne.
Chromatická disperzia
Chromatická disperzia má vplyv na výkon systému. K javu chromatickej disperzie dochádza v dôsledku skutočnosti, že šírenie vlnových dĺžok v optickom vlákne prebieha navzájom mierne odlišnou rýchlosťou. Výsledkom je predĺžená, a teda neúčinná hybnosť. Keď je hodnota CD príliš vysoká, dochádza ku krížovej modulácii a strate signálu. Zároveň sú potrebné malé kontrolované hodnoty chromatickej disperzie na elimináciu nežiaducich nelineárnych efektov, ako je štvorvlnové miešanie.
Pre sklo, ktoré sa používa pri výrobe optických vlákien, je dôležitou charakteristikou disperzia indexu lomu (disperzia materiálu). Prejavuje sa v závislosti rýchlosti šírenia optického signálu od vlnovej dĺžky. Okrem toho sa v čase výroby pri ťahaní kremenného filamentu zo skleneného predlisku vyskytujú rôzne stupne odchýlky ako v geometrii vlákna, tak aj v profile radiálneho indexu lomu. Geometria + odchýlky od ideálneho profilu sa významnou mierou podieľajú na vyššie uvedenej závislosti rýchlosti šírenia optického signálu od vlnovej dĺžky - tomu sa už hovorí vlnovodná disperzia.
Chromatická disperzia je kombinovaný efekt disperzie materiálu a vlnovodu.
HD sa pozoruje počas šírenia svetelného signálu v jednovidových aj viacvidových vláknach. Najzreteľnejšie sa to však prejavuje v jedinom režime kvôli absencii intermodálnej disperzie v ňom.
Metódy merania HD
Norma GOST R IEC 60793-1-42-2013 definuje tieto metódy:
fázový posun;
oneskorenie spektrálnej skupiny v časovej oblasti;
diferenciálny fázový posun;
interferometria.
Analyzátor chromatickej disperzie
Analyzátory HD možno podmienečne rozdeliť na stacionárne a poľné.
Meranie chromatickej disperzie je v súčasnosti čoraz kritickejšie pre telekomunikačné spoločnosti a poskytovateľov služieb, ktorí chcú zlepšiť svoje systémy aktualizáciou bitových rýchlostí. Moderné chromatické disperzné analyzátory sa vyznačujú vysokým výkonom, ktorý vám umožňuje vykonávať všetky typy meraní CD, a to aj v teréne.
Napríklad chromatický disperzný analyzátor EXFO FTB-5800 na komplexné testovanie CD v teréne ho určuje pomocou metódy fázový posun. Zo zdroja umiestneného na jednej strane komunikačného vedenia sa do optického vlákna posiela modulovaný svetelný signál. Na druhej strane tejto komunikačnej linky prichádzajú rôzne vlnové dĺžky s rôznymi fázovými posunmi. Meraním týchto posunov sa vypočítajú zodpovedajúce časové oneskorenia a určí sa hodnota HD.
Iné metódy merania HD
Existuje aj metóda ako napr meranie doby letu(FOTR-168). Je na ňom založený napríklad merací systém CD-OTDR, ktorý umožňuje vyhodnotenie chromatickej disperzie jednotlivých vlákien. Test využíva jedno vlákno a viacero vlnových dĺžok, výsledkom čoho je zvýšená presnosť merania a skrátený čas testu.
Ďalšia metóda - impulz, regulované štandardom ITUT G650. Pulzná metóda sa vyznačuje priamym meraním oneskorenia svetelných impulzov s rôznymi vlnovými dĺžkami pri prechode optickým vláknom danej dĺžky.
