Polaryzacja w trybie rozproszenia zagraża sieciom światłowodowym

Wyobraźmy sobie, że na autostradzie, gdzie pojazdy powinny płynnie poruszać się obok siebie, nierówna powierzchnia drogi powoduje, że niektóre z nich spowalniają i w końcu powodują korki.Podobne zjawisko występuje w komunikacji optycznej, gdzie "nierównomierne powierzchnie" manifestują się jako dyspersja trybu polaryzacji (PMD).

Polarization mode dispersion (PMD) occurs when imperfections in optical fibers—such as irregular core shapes or uneven stress distribution—cause transmitted light signals to split into two orthogonal polarization modesTryby te poruszają się z różnymi prędkościami, tworząc różnicę opóźnienia czasowego na końcu odbioru znaną jako opóźnienie grupy różniczkowej (DGD).

DGD można rozumieć jako wartość natychmiastową, która zmienia się losowo w zależności od długości fali i czasu, wykazując charakterystykę statystyczną.PMD stanowi średnią wielokrotnych niezależnych pomiarów DGDWiększe wartości PMD wskazują na większe zakłócenia sygnału.

PMD powoduje poszerzenie impulsu sygnału, co powoduje zakłócenia międzysymboli (ISI), które obniża jakość sygnału i zwiększa współczynnik błędu bitowego (BER).PMD staje się szczególnie problematycznaWraz ze wzrostem prędkości transmisji, szerokość impulsu się zwęża, co powoduje, że sygnały są mniej odporne na opóźnienia czasowe.ograniczające zarówno odległość przesyłową, jak i pojemność.

Główne konsekwencje obejmują:

• Zmniejszona odległość transmisji:Progresywne zniekształcanie sygnału ostatecznie przekracza progi tolerancji odbiornika.
• Zmniejszona pojemność systemu:Zmniejszenie PMD może wymagać obniżenia prędkości transmisji lub wdrożenia złożonych technik modulacji.
• Zwiększone koszty:Specjalistyczne wyrównania PMD i inne rozwiązania podnoszą koszty infrastruktury.

PMD pochodzi głównie z dwóch źródeł:

1Niedoskonałości produkcyjne:Podczas gdy idealne włókna byłyby idealnie symetryczne, w trakcie produkcji nieuchronnie występują mikroskopijne zmiany geometrii rdzenia i rozkładu wskaźnika załamania.

2. Napędy instalacyjne:Zgięcie, rozciąganie lub kompresja podczas rozmieszczania włókien zmieniają właściwości polaryzacyjne, pogarszając PMD.

W leczeniu PMD pomaga kilka metod:

1Dokładne pomiary PMD:Dokładna charakterystyka za pomocą metod interferometrycznych lub matrycy Jones'a zapewnia niezbędne dane wyjściowe.

2. Aktywna rekompensata:Kompenzatory PMD wprowadzają kontrasterowanie dyspersji w celu zneutralizowania efektów wywołanych przez włókna.

3. Optymalizacja projektowania linków:Wybór włókien o niskiej PMD i techniki instalacji minimalizujące naprężenie (takie jak okablowanie luźnych rur) zmniejsza wrodzone rozproszenie.

4Zaawansowana modulacja:Multipleks polaryzacyjny i modulacja amplitudy kwadratury (QAM) zwiększają odporność sygnału.

5Kompensacja adaptacyjna:Śledzenie PMD w czasie rzeczywistym umożliwia dynamiczne dostosowywanie parametrów kompensacji w zależności od zmian warunków.

• Inteligentne systemy monitorowania i diagnostyki PMD w czasie rzeczywistym
• Zaawansowane algorytmy zdolne do kompensowania PMD wyższego rzędu
• Strategie zarządzania uwzględniające kontekst równoważące wydajność i efektywność kosztową

W miarę ewolucji sieci światłowodowych w celu wspierania stale rosnących potrzeb w zakresie przepustowości, skuteczne łagodzenie PMD pozostaje kluczowe dla utrzymania jakości i niezawodności transmisji.Ciągłe innowacje w zakresie technik pomiarowych i technologii kompensacyjnych odgrywają kluczową rolę w umożliwianiu tworzenia systemów łączności optycznej nowej generacji.