Dreifing er svo falleg, af hverju líkar ljósleiðarar það ekki?

Fyrir meira en þrjú hundruð árum í Evrópu, á sólríkum síðdegi, lagði Newton upp slíka áætlun.

Láttu sólarljósið skína á prismuna. Eftir að hafa komist inn í prismuna dreifist ljósið í litríka tætlur sem samanstanda af rauðum, appelsínugulum, gulum, grænum, bláum og fjólubláum og er varpað á gardínu í herberginu. Þannig breytist sólarljósið sem virðist gegnsætt í ótrúleg litabönd með hjálp prismans.

Eftir þetta opnaði Newton lóðrétta sprungu í miðju fortjaldsins og raðaði öðru prisma og öðru fortjaldi fyrir aftan fortjaldið.

Ég sá hann snúa fyrsta prismunni og varpa sjö litríkum böndum af rauðum, appelsínugulum, gulum, grænum, bláum og fjólubláum á sprungurnar í fyrsta fortjaldinu og síðan í gegnum annað prismatið á annað fortjaldið. Kraftaverk gerðist. Það sem birtist á öðru fortjaldinu var einn ljóslitur. Skýringarmyndin er sem hér segir:

Á þessum tímapunkti er sólarljósið aðskilið í marga staka liti og kynnt á öðru fortjaldinu. Niu lávarður notar prisma til að brjóta leyndarmálið: ljós er hægt að dreifa! Sólarljósið virðist vera innsiglað og það er litríkur kjarni undir venjulegu útliti. Þetta er það sem við köllum oft dreifingu ljóssins.

1. Hvernig er dreifing framleidd?

Það fyrirbæri að samsett ljós er brotið niður í þrjá liti kallast dreifing ljóss.

Í prismatilrauninni fer sólarljós (þ.e. samsett ljós) inn í glerið úr loftinu og fer síðan inn í loftið úr glerinu þar sem það brotnar tvisvar. Þú verður að vita að allt er til bóta. Þegar ljósbrot á sér stað mun ljós náttúrulega velja stystu leiðina og halda áfram á meðan það lágmarkar orkutap. Frá prismatilraun Newtons hér að ofan vitum við að samsett ljós er í meginatriðum samsett úr mörgum stökum ljósum í mismunandi litum. Þessi ljós hafa mismunandi bylgjulengdir og orka ljóss af mismunandi bylgjulengdum er mjög mismunandi. Erfitt er að samræma skoðanir og ljós af mismunandi bylgjulengdum hefur mismunandi skoðanir á því hvernig eigi að velja leið eftir ljósbrot. Þess vegna, eftir að hafa komið út úr prismanum, „skildust leiðir“.

Svo, hvers vegna dreifist ljós? Það kemur í ljós að það sem veldur þessari dreifingu er bylgjulengd ljóssins. Ljós af mismunandi bylgjulengdum hefur mismunandi brotstuðul í miðlinum og mismunandi útbreiðsluhraða (slóðir), sem mun óhjákvæmilega valda því að ljósið (ljósin) dreifist og dreifist og dreifing myndast.

Dreifingarfyrirbæri ljóss sýnir að ljóshraði sem dreifist í miðlinum hefur mikil tengsl við brotstuðulinn. Því hærra sem brotstuðullinn er, því minni hraði ljóssins. Sjá eftirfarandi formúlu:

V=C/N

C er útbreiðsluhraði ljóss í lofttæmi,

fasti 300,000 km/s

N er brotstuðull miðilsins til ljóss

2. Áhrif dreifingar

Þrátt fyrir að dreifing geti hjálpað okkur að komast inn í litríkan heim, á sviði samskipta, er dreifing í raun ekki svo falleg.

Við sendingu ljósmerkja í ljósleiðara er dreifing einn af mikilvægum þáttum sem valda tapi.

Þetta er vegna þess að brotstuðull ljóss veldur dreifingu, sem veldur truflunum á milli kóða í ljóspúlsinum og víkkar þannig útgangsendann.

Hvað er að teygja?

Breikkun þýðir að ljós af mismunandi bylgjulengdum ferðast á mismunandi hraða í miðlinum vegna mismunandi brotstuðuls, sem leiðir til aukningar á litrófsbreidd. Með öðrum orðum, þegar ljósgeisli er sendur út í miðli hafa sumar ljósbylgjur stóran brotstuðul og víkja verulega frá flugbrautinni.

Sumar ljósbylgjur hafa lítinn brotstuðul og þó þær séu skakkar geta þær samt ferðast í fyrirfram ákveðna átt.

Óhljóð ljósbylgna veldur því að breidd þessa ljósgeisla er stærri en áður en hann fór inn í miðilinn og myndar breikkun.

Ef um er að ræða dreifingu, því lengri sem ljósmerkjasendingarfjarlægð er, því alvarlegri verður breikkunin. Afleiðingin er röskun á merkjum og versnandi afköst bitavilluhraða, sem hefur alvarleg áhrif á gæði upplýsingaflutnings.

Hvernig á að forðast áhrif dreifingar á samskipti?

3. Hvernig á að forðast áhrif dreifingar?

Eftir langan tíma könnunar og rannsókna hefur fólk fundið leið til að nota skaðabætur til að jafna tap á dreifingu. Meðal ýmissa bótaaðferða er dreifingarbætur trefjatækni mjög viðurkennd dreifingarbótaaðferð.

Ein af dreifingarbótaaðferðunum: DCF trefjar til dreifingarbóta

Í venjulegum einhams ljósleiðarakerfum hefur rekstrarbylgjulengd ljósleiðarans mikla jákvæða dreifingu við 1550nm.

Einkenni jákvæðrar dreifingar: Þegar bylgjulengdin eykst minnkar brotstuðullinn smám saman.

Samkvæmt hugmyndinni um bætur þarf að bæta neikvæðri dreifingu við þessar ljósleiðarar til að jafna dreifingu til að tryggja að heildardreifing allrar ljósleiðaralínunnar sé um það bil núll. Dreifingarjafnandi trefjar (DCF) er ný tegund einhams trefja aðallega hönnuð fyrir 1550nm bylgjulengdina. Það hefur mikla neikvæða dreifingu við 1550nm (eiginleikar neikvæðrar dreifingar og jákvæðrar dreifingar eru gagnstæðar) og hægt er að nota það í venjulegum ljósleiðarastrengjum með einum hætti. Dreifingarjöfnun er framkvæmd í ljósleiðarakerfinu. Eins og sést á myndinni hér að neðan nálgast summan af bættu jákvæðu og neikvæðu dreifingunum núll við 1550nm.

Eftirfarandi er formúlan fyrir trefjar til að bæta dreifingu sem notaðir eru á trefjar með einum hætti.

D(As)L+Dc(As)Lc=0

D( λ s) er dreifingarstuðull einvirkrar trefja við rekstrarbylgjulengd λ s

Dc( λ s) er dreifingarstuðull DCF við rekstrarbylgjulengd λ s

L og LC eru lengdir hefðbundinna einhams trefja og D CF í sömu röð.

Í hagnýtri notkun eru DCF og einstillingar trefjar notaðir í röð í flutningslínunni til að bæta upp jákvæða dreifingu einhams trefja við 1550nm ljósbylgjulengd, til að lengja gengisfjarlægð og draga úr tapi, til að átta sig á mikilli hraða, mikilli afkastagetu og fjarskiptum. Eins og sýnt er hér að neðan:

Sem dreifingarbætur hefur DCF eftirfarandi kosti:

Bótaáhrifin eru ótrúleg og kerfið virkar stöðugt.

Aðgerðin er einföld og hægt er að tengja bótaþráðinn beint við flutningskerfið til að gera sér grein fyrir bótum.

Dreifingarjöfnunarupphæðin er stjórnanleg eftir þörfum og hægt er að stilla hana eftir þörfum í samræmi við raunverulega bótaupphæð sem flutningskerfið krefst.

Tilkynning:

Þegar ljósmerkið fer lengra á flutningslínunni mun önnur tap eiga sér stað, svo sem línudeyfingu. Til að forðast línudeyfingu er nauðsynlegt að íhuga að nota EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) ​​erbium-doped fiber magnara.