Dispersión en modo de polarización (PMD)

Pubilicado 2019-2-25 11:36:40 55 0 0 0

Cuando la dispersión cromática de un sistema de comunicación por fibra se minimiza o se acerca a cero debido a que se toman ciertas medidas, la PMD de la fibra se convierte en un factor importante que limita la transmisión de alta velocidad (10 Gbit / s o más) de un recorrido largo.

 

El PMD es difícil de compensar debido a su aleatoriedad estadística e incertidumbre. Actualmente, no hay compensador de PMD disponible en el mercado.

 

1. Principio técnico

 

En una fibra monomodo ideal con un núcleo de fibra simétricamente circular, los dos modos polarizados ortogonalmente y, están completamente degenerados. Estos dos haces tienen la misma constante de propagación y no causan PMD. En una fibra real, la sección transversal del núcleo de la fibra tiene una cierta elipticidad debido al proceso de fabricación de la fibra o la anisotropía del índice de refracción de la fibra que resulta de los esfuerzos anisotrópicos en la sección transversal de la fibra debido a los coeficientes de expansión térmica desiguales del material de la fibra. Por lo tanto, los dos modos polarizados tienen diferentes constantes de propagación. Como resultado, se produce la desigualdad de retardo de las velocidades de grupo, lo que causa la PMD.

 

La diferencia entre las constantes de propagación de los dos modos polarizados ortogonalmente y, se denomina índice de birrefringencia:. La birrefringencia inherente de la fibra debido a la estructura de la fibra se denomina birrefringencia intrínseca. Además, se produce una birrefringencia adicional en la fibra cuando la fibra está sujeta a fuerzas externas, como doblarse, retorcerse y presionar. Cuando se daña la simetría circular de la sección transversal de la fibra, la birrefringencia da como resultado el acoplamiento de los dos modos polarizados ortogonalmente con diferentes constantes de propagación. Debido a que el índice de birrefringencia es pequeño, el acoplamiento de modo es intensivo. En una línea de fibra real, tanto la birrefringencia intrínseca de la fibra como las fuerzas externas impuestas a la fibra son aleatorias. Por lo tanto, el acoplamiento entre los dos modos de polarización también es aleatorio. Como resultado, la PMD de la fibra es un valor aleatorio y no se puede compensar fácilmente como la dispersión cromática.

 

2. Impacto de PMD en el sistema

 

Aunque tienen diferentes mecanismos de ampliación de pulso, la PMD y la dispersión cromática tienen el mismo impacto en el rendimiento del sistema. En el caso de un sistema digital, la dispersión excesiva aumenta los errores de bits y la relación de errores de bits. En el caso de un sistema analógico, la dispersión excesiva da como resultado la distorsión de la señal y disminuye la relación de señal óptica a ruido. En función de las capacidades de fabricación de varias fibras monomodo, ITU-T especifica el coeficiente de PMD promedio:.

 

La Tabla 1-1 enumera las distancias de transmisión máximas calculadas en función de los valores de PMD y las velocidades de bits de datos en un sistema digital.

 

Las distancias de transmisión máximas se calculan en función de los valores de PMD y las velocidades de bits de datos




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Las fibras construidas anteriormente en China son las fibras G.652. No se prueban estrictamente antes de construirse, al menos rara vez se prueban con los parámetros de PMD.

 

Cuando se utiliza la velocidad de 10 Gbit / s para las fibras G.652 que se construyen a gran escala, las fibras deben someterse a pruebas estrictas. La prueba lleva mucho tiempo.

 

La penalización de la potencia de dispersión de la fibra aumenta rápidamente con la distancia de transmisión, la velocidad de bits, el ancho espectral y el coeficiente de dispersión de la fibra. Para evitar que el rendimiento del sistema disminuya debido al aumento rápido de la penalización de potencia de dispersión, el sistema debe reservarse con suficiente redundancia de trabajo para evitar la penalización de alta potencia. Generalmente, la penalización de potencia de 1 dB es la máxima penalización de potencia tolerable. Por lo tanto, el valor de dispersión de la trayectoria óptica que corresponde a la penalización de potencia de 1 dB se define como la máxima dispersión de la trayectoria óptica.


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