Modal_dispersion
モード分散は、マルチモード ファイバやその他の導波路で発生する歪みメカニズムであり、光信号の伝播 速度がすべてのモードで同じではないため、信号が時間とともに拡散します。この現象の別名には、マルチモード歪み、マルチモード分散、モード歪み、モード間歪み、モード間分散、モード間遅延歪みなどが
光線光学のアナロジーでは、ステップインデックス型光ファイバのモード分散は、無線信号のマルチパス伝搬と比較できます。光線は、ファイバーの許容角度まで、ファイバー軸に対してさまざまな角度でファイバーに入射します。浅い角度で入射する光線は、より直接的な経路をたどり、より急な角度で入射する光線よりも早く到着します (ファイバーの長さを移動する際に、コアの境界で何回も反射します)。信号のさまざまなコンポーネントがさまざまな時間に到着すると、形状が歪んでしまいます。
モード分散は、マルチモード ファイバーの帯域幅を制限します。例えば、 ５０μｍのコアを有する典型的なステップインデックスファイバは、１キロメートルの長さに対して約２０ＭＨｚ、言い換えると、２０ＭＨｚ・ｋｍの帯域幅に制限される。段階的屈折率プロファイルを有するコアを使用することにより、モード分散を大幅に低減することができますが、完全になくすことはできません。しかし、現在では、850 nm で 3.5 GHz・km を超える帯域幅を持つマルチモード グレーデッド インデックス ファイバが、10 Gbit/s データ リンクで使用するために一般的に製造されています。
モード分散は、異なる波長の光の伝播速度の違いによって生じる歪みである波長分散と混同しないでモード分散は、理想的な単色光源でも発生します。
モード分散の特殊なケースは、偏波モード分散(PMD) です。これは通常、シングルモード ファイバーに関連するファイバー分散現象です。PMD は、ファイバ コアの形状と応力の対称性 (たとえば、円形または正方形の断面の導波路内の 2 つの直交偏光) により通常は同じ速度で移動する 2 つのモードが、ランダムな不完全性のために異なる速度で移動するときに発生します。対称。
トラブルシューティング
多くの波長が伝搬するマルチモード光ファイバーでは、サービス低下の問題がまだない場合、存在するすべての波長から分散された波長を特定するのが難しい場合が各波長の現在の光パワーを設計値と比較して、違いを探すことができます。その後、光ファイバーは端から端までテストされます。損失が見つからない場合は、その特定の波長で分散が発生している可能性が最も高くなります。通常、エンジニアは影響を受けるセクションに到達するまで、ファイバーのセクションごとにテストを開始します。すべての波長がテストされ、影響を受ける波長によってファイバーの遠端で損失が発生します。影響を受けるファイバーの量を簡単に計算して、ファイバーのその部分を新しいものと交換することができます。光ファイバーの交換は、分散が激しく、サービスに影響がある場合にのみ必要です。それ以外の場合は、分散を補償するためにさまざまな方法を使用できます。
参考文献
^ 「マルチモード歪み」 . 連邦規格 1037C。1996 年 8 月 7 日。
^ 「マルチモード歪み」 . ATISテレコム用語集。2014年6 月 29 日閲覧。
^ ミチケ、ヒョードル （2009)。光ファイバー: 物理学と技術。スプリンガー。p。20.ISBN _ 978-3-642-03702-3.
外部リンク
モード分散のインタラクティブな Web デモシュトゥットガルト大学電気通信研究所