Dispersion modale - Modal dispersion

La dispersion modale est un mécanisme de distorsion se produisant dans les fibres multimodes et autres guides d' ondes , dans lequel le signal est étalé dans le temps car la vitesse de propagation du signal optique n'est pas la même pour tous les modes . D' autres noms de ce phénomène comprennent la distorsion multimodes , dispersion multimodes , distorsion modale , distorsion intermodal , dispersion intermodale et distorsion de retard intermodal .

Dans l' analogie de l' optique des rayons , la dispersion modale dans une fibre optique à pas d'indice peut être comparée à la propagation par trajets multiples d'un signal radio . Les rayons de lumière pénètrent dans la fibre avec des angles différents par rapport à l' axe de la fibre , jusqu'à l' angle d'acceptation de la fibre . Les rayons qui entrent avec un angle moins profond voyagent par un chemin plus direct et arrivent plus tôt que les rayons qui entrent à un angle plus raide (qui réfléchissent beaucoup plus de fois hors des limites du noyau lorsqu'ils parcourent la longueur de la fibre). L'arrivée de différentes composantes du signal à des moments différents déforme la forme.

La dispersion modale limite la bande passante des fibres multimodes. Par exemple, une fibre à incrémentation typique avec un cœur de 50  μm serait limitée à environ 20 MHz pour une longueur d'un kilomètre, en d'autres termes, une largeur de bande de 20 MHz · km. La dispersion modale peut être considérablement réduite, mais jamais complètement éliminée, par l'utilisation d'un noyau ayant un profil d' indice de réfraction gradué . Cependant, les fibres multimodes à gradient d'indice ayant des largeurs de bande supérieures à 3,5 GHz · km à 850 nm sont désormais couramment fabriquées pour être utilisées dans des liaisons de données à 10 Gbit / s.

La dispersion modale ne doit pas être confondue avec la dispersion chromatique , une distorsion qui résulte des différences de vitesse de propagation des différentes longueurs d'onde de la lumière. La dispersion modale se produit même avec une source lumineuse monochromatique idéale.

Un cas particulier de dispersion modale est la dispersion de mode de polarisation (PMD), un phénomène de dispersion de fibre généralement associé aux fibres monomodes. La PMD se produit lorsque deux modes qui se déplacent normalement à la même vitesse en raison de la symétrie géométrique et des contraintes du cœur de la fibre (par exemple, deux polarisations orthogonales dans un guide d'ondes de section transversale circulaire ou carrée), se déplacent à des vitesses différentes en raison d'imperfections aléatoires qui cassent le symétrie.

Dépannage

Dans une fibre optique multimode avec de nombreuses longueurs d'onde se propageant, il est parfois difficile d'identifier la longueur d'onde dispersée parmi toutes les longueurs d'onde présentes, s'il n'y a pas encore de problème de dégradation du service. On peut comparer la puissance optique actuelle de chaque longueur d'onde aux valeurs conçues et rechercher des différences. Après cela, la fibre optique est testée de bout en bout. Si aucune perte n'est trouvée, il y a très probablement une dispersion avec cette longueur d'onde particulière. Normalement, les ingénieurs commencent à tester la fibre section par section jusqu'à ce qu'ils atteignent la section affectée; toutes les longueurs d'onde sont testées et la longueur d'onde affectée produit une perte à l'extrémité distante de la fibre. On peut facilement calculer la quantité de fibre affectée et remplacer cette partie de fibre par une nouvelle. Le remplacement de la fibre optique n'est requis que lorsqu'il y a une dispersion intense et que le service est affecté; sinon, diverses méthodes peuvent être utilisées pour compenser la dispersion.

Les références

Liens externes