모달 분산

Modal dispersion

모달 분산은 멀티모드 섬유와 기타 도파관에서 발생하는 왜곡 메커니즘으로, 광학 신호의 전파 속도가 모든 모드에 대해 동일하지 않기 때문에 신호가 시간 내에 확산된다.이 현상의 다른 이름으로는 멀티모드 왜곡, 멀티모드 분산, 모달 왜곡, 모듈 간 왜곡, 모듈 간 분산, 모듈 간 지연 왜곡 등이 있다.[1][2]

광학 광학 유추에서 단계 지수 광섬유의 모달 분산을 무선 신호의 다중 경로 전파와 비교할 수 있다.광선은 광섬유의 수용각까지 광섬유 축에 다른 각도로 섬유 속으로 들어간다.얕은 각도로 들어오는 광선은 더 직접적인 경로를 통해 이동하며, 더 가파른 각도로 들어오는 광선보다 더 빨리 도달한다(섬유 길이를 이동하면서 노심 경계에서 더 많은 시간을 반사한다).신호의 다른 요소들이 다른 시간에 도착하는 것은 모양을 왜곡한다.[3]

모달 분산은 멀티모드 섬유의 대역폭을 제한한다.예를 들어, 50 μm 코어의 일반적인 단계 지수 섬유는 1km 길이에 대해 약 20 MHz로 제한된다. 즉, 대역폭은 20 MHz·km이다.모달 분산은 등급이 지정된 굴절률 프로파일을 가진 코어를 사용함으로써 상당히 감소할 수 있지만 완전히 제거되지는 않는다.그러나 850nm에서 대역폭이 3.5GHz·km를 초과하는 멀티모드 등급 인덱스 섬유가 10Gbit/s 데이터 링크에서 사용하기 위해 일반적으로 제조되고 있다.

모달 분산은 빛의 다른 파장의 전파 속도 차이로 인해 발생하는 왜곡인 색분산(색채 분포)과 혼동해서는 안 된다.모달 분산은 이상적인 단색 광원에서도 발생한다.

모달 산포의 특별한 사례는 편광 모드 산포(PMD)로, 일반적으로 단일 모드 섬유와 관련된 섬유 산포 현상이다.PMD는 섬유 코어 기하학 및 응력 대칭으로 인해 보통 같은 속도로 이동하는 두 모드(예: 원형 또는 사각 단면의 도파관 내 2개의 직교 편광)가 대칭을 파괴하는 무작위 결함으로 인해 다른 속도로 이동할 때 발생한다.

문제 해결

전파되는 파장이 많은 멀티모드 광섬유에서는 아직 서비스 저하 문제가 없다면 존재하는 모든 파장 중에서 분산된 파장을 식별하기 어려울 때가 있다.각 파장의 현재 광학력을 설계된 값과 비교하고 차이를 찾아볼 수 있다.그 후 광섬유를 엔드 투 엔드로 시험한다.만약 손실이 발견되지 않는다면, 아마도 그 특정한 파장과 함께 분산이 있을 것이다.일반적으로 엔지니어들은 영향을 받는 섹션에 도달할 때까지 섹션별로 섬유 부분을 시험하기 시작한다; 모든 파장을 시험하고 영향을 받는 파장은 섬유 끝에서 손실을 발생시킨다.섬유질이 얼마나 영향을 받는지 쉽게 계산할 수 있고 섬유질의 그 부분을 새것으로 교체할 수 있다.광섬유의 교체는 집중적인 분산이 있고 서비스가 영향을 받고 있을 때만 필요하다. 그렇지 않으면 분산을 보상하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있다.

참조

  1. ^ "Multimode distortion". Federal Standard 1037C. August 7, 1996.
  2. ^ "Multimode distortion". ATIS Telecom Glossary. Retrieved June 29, 2014.
  3. ^ Mitschke, Fedor (2009). Fiber Optics: Physics and Technology. Springer. p. 20. ISBN 978-3-642-03702-3.

외부 링크