สัมประสิทธิ์การกระจายของวัสดุมีความสำคัญต่อความเร็วของใยแก้วนำแสง

ลองจินตนาการดูว่า ข้อมูลเคลื่อนไหวผ่านสายไฟเบอร์ออปติกเพียงแค่ได้รับการบิดเบือนเมื่อความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน เดินทางในความเร็วที่แตกต่างกันคออฟเฟกชั่นการกระจายของวัสดุเป็นเมตรที่สําคัญในการวัดความแตกต่างของความเร็วเหล่านี้และควบคุมการบิดเบือนสัญญาณและบทบาทสําคัญของการกระจายของวัสดุในเทคโนโลยีไฟเบอร์ออปติก.

คออฟเซนเตอร์การกระจายของวัสดุ (ที่ระบุเป็น M ((λ))) ระบุปริมาณการขยายอัมพวาทางออทติกเนื่องจากความเปลี่ยนแปลงความเร็วที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นในวัสดุใยวัดในพิกอสเคนด์ต่อนาโนเมตร-กิโลเมตร [ps/(nm·km], มันแสดงให้เห็นถึงการกระจายกระแสของกระแสต่อยาวเส้นใยหน่วยหนึ่งและความกว้างของสายสี

การกระจายของวัสดุมาจากดัชนีการหดที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของเส้นใยออทติกส์ ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า (เช่นแสงสีฟ้า) ปกติจะกระจายช้ากว่าความยาวคลื่นที่ยาวกว่า (เช่นแสงแดง)ปรากฏการณ์นี้จํากัดความเร็วในการถ่ายทอดข้อมูลในเครือข่ายแสง

คอฟิเซนต์จะแตกต่างกันอย่างสําคัญกับความยาวคลื่น โดยทั่วไปจะข้ามศูนย์ที่ "ความยาวคลื่นระบายศูนย์" (λ0) รายละเอียดที่มีความจํากัด ต่ํากว่า λ0, M(λ) แสดงค่าลบเพิ่มขึ้นกับความยาวคลื่นมากกว่า λ0, ค่าบวกลดลงกับความยาวคลื่น คุณลักษณะนี้มีอิทธิพลสําคัญต่อการออกแบบระบบ

ความกว้างของแรงผลักดัน Δτ สามารถประมาณได้โดย:

Δτ = M(λ) × Δλ × L

โดย Δλ เป็นความกว้างของสายสี และ L คือความยาวของเส้นใย

• การทํางานใกล้ความยาวคลื่นระบายศูนย์
• การใช้เลเซอร์ความกว้างแคบ
• การนําเทคนิคการชดเชยการกระจาย

ระบบที่ทันสมัยใช้กลยุทธ์การชดเชยหลายอย่าง:

• สายใยชําระการกระจาย (DCF):สายใยพิเศษที่มีลักษณะการกระจายตัวที่ตรงกันข้ามที่ปราบปรามผลกระทบของเส้นใยมาตรฐาน
• เครื่องยนต์ไฟเบร็ก (FBG):โครงสร้างระยะเวลาที่สะท้อนความยาวคลื่นเฉพาะเพื่อสมดุลการกระจาย
• การชดเชยการกระจายอิเล็กทรอนิกส์ (EDC):การประมวลผลสัญญาณทางด้านตัวรับที่แก้ไขการบิดเบือนทางอิเล็กทรอนิกส์

ปริมาตรหลายอย่างมีผลต่อการกระจายของวัสดุ:

• สารประกอบ:สารเสริม เช่น เจอร์แมนเนียมหรือฟลูอรินเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการหักของซิลิก้า
• อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนเปลี่ยนแปลงอัตราการหัก
• ความเครียดทางกล:การบิดหรือความยืดของเส้นใยส่งผลกระทบต่อการแพร่กระจายแสง
• อิฟเฟ็คต์การนําคลื่นกณิตศาสตร์แกนสามารถชดเชยการกระจายของวัสดุในเส้นใยวิศวกรรม

สายใยประเภทต่าง ๆ แสดงคุณสมบัติการกระจายตัวที่แตกต่างกัน:

• สายใยแบบเดียว:เอกเล็ก ลดการกระจายตัวแบบอย่างน้อย
• สายไฟล์มูลติโมด:คอร์ที่ใหญ่กว่าจะทําให้เกิดการกระจายตัวมากขึ้น
• สายใยกระจาย (DSF):ออกแบบให้ใช้งานในระยะ 1550 nm ใกล้ศูนย์กระจาย

เทคโนโลยีที่กําลังเกิดใหม่ มีเป้าหมายที่จะแก้ไขข้อจํากัดของการกระจาย

• สายใยกระจายที่ต่ํามาก:ทําให้มีความสามารถสูงขึ้นในระยะทางที่ไกลกว่า
• ค่าตอบแทนเบนด์กว้างรองรับช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่า
• ระบบปรับปรุงการปรับกระจายในเวลาจริงสําหรับเครือข่ายแบบไดนามิก

ในขณะที่เครือข่ายไฟเบอร์ออปติก พัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการความกว้างของแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นความเข้าใจและการควบคุมการกระจายของวัสดุอย่างแม่นยํายังคงเป็นสิ่งสําคัญในการพัฒนาระบบสื่อสารรุ่นใหม่ที่สามารถส่งเทราบิตผ่านระยะทางทั่วโลก.