La dispersión modal es un mecanismo de distorsión que se produce en fibras multimodo y otras guías de ondas , en el que la señal se propaga en el tiempo porque la velocidad de propagación de la señal óptica no es la misma para todos los modos . Otros nombres para este fenómeno incluyen la distorsión multimodo , dispersión multimodo , la distorsión modal , la distorsión intermodal , la dispersión intermodal , y la distorsión de retardo intermodal . [1] [2]
En la analogía de la óptica de rayos , la dispersión modal en una fibra óptica de índice escalonado puede compararse con la propagación por trayectos múltiples de una señal de radio . Los rayos de luz ingresan a la fibra con diferentes ángulos con respecto al eje de la fibra , hasta el ángulo de aceptación de la fibra . Los rayos que entran con un ángulo menos profundo viajan por una ruta más directa y llegan antes que los rayos que entran en un ángulo más pronunciado (que se reflejan muchas más veces fuera de los límites del núcleo a medida que viajan a lo largo de la fibra). La llegada de diferentes componentes de la señal en diferentes momentos distorsiona la forma. [3]
La dispersión modal limita el ancho de banda de las fibras multimodo. Por ejemplo, una fibra típica de índice escalonado con un núcleo de 50 μm estaría limitada a aproximadamente 20 MHz para una longitud de un kilómetro, en otras palabras, un ancho de banda de 20 MHz · km. La dispersión modal puede reducirse considerablemente, pero nunca eliminarse por completo, mediante el uso de un núcleo que tenga un perfil de índice de refracción graduado . Sin embargo, las fibras multimodo de índice gradual que tienen anchos de banda superiores a 3,5 GHz · km a 850 nm se fabrican ahora comúnmente para su uso en enlaces de datos de 10 Gbit / s.
La dispersión modal no debe confundirse con la dispersión cromática , una distorsión que resulta de las diferencias en la velocidad de propagación de diferentes longitudes de onda de luz. La dispersión modal ocurre incluso con una fuente de luz monocromática ideal.
Un caso especial de dispersión modal es la dispersión por modo de polarización (PMD), un fenómeno de dispersión de fibras generalmente asociado con fibras monomodo. PMD se produce cuando dos modos que normalmente viajan a la misma velocidad debido a la simetría geométrica y de tensión del núcleo de la fibra (por ejemplo, dos polarizaciones ortogonales en una guía de ondas de sección transversal circular o cuadrada), viajan a diferentes velocidades debido a imperfecciones aleatorias que rompen simetría.
Solución de problemas
En la fibra óptica multimodo con muchas longitudes de onda que se propagan, a veces es difícil identificar la longitud de onda dispersa de todas las longitudes de onda que están presentes, si aún no existe un problema de degradación del servicio. Se puede comparar la potencia óptica actual de cada longitud de onda con los valores diseñados y buscar diferencias. Después de eso, la fibra óptica se prueba de punta a punta. Si no se encuentra ninguna pérdida, lo más probable es que haya dispersión con esa longitud de onda en particular. Normalmente, los ingenieros comienzan a probar la fibra sección por sección hasta llegar a la sección afectada; se prueban todas las longitudes de onda y la longitud de onda afectada produce una pérdida en el extremo más alejado de la fibra. Se puede calcular fácilmente cuánta fibra se ve afectada y reemplazar esa parte de fibra por una nueva. El reemplazo de la fibra óptica solo es necesario cuando hay una dispersión intensa y el servicio se ve afectado; de lo contrario, se pueden utilizar varios métodos para compensar la dispersión.
Referencias
- ^ "Distorsión multimodo" . Estándar federal 1037C . 7 de agosto de 1996.
- ^ "Distorsión multimodo" . Glosario de ATIS Telecom . Consultado el 29 de junio de 2014 .
- ^ Mitschke, Fedor (2009). Fibra Óptica: Física y Tecnología . Saltador. pag. 20. ISBN 978-3-642-03702-3.
enlaces externos
- Webdemo interactivo para la dispersión modal Instituto de Telecomunicaciones, Universidad de Stuttgart