Fibra ottica: dispersione cromatica

La dispersione cromatica è un fenomeno che è un fattore importante nelle comunicazioni in fibra ottica. È il risultato dei diversi colori, o lunghezze d’onda, in un fascio di luce che arriva a destinazione in tempi leggermente diversi.

Nei collegamenti in fibra ottica multimodale abbiamo un problema simile. Diverse lunghezze d’onda della luce si propagano a velocità diverse. Questa dispersione del materiale provoca la rottura della luce e il segnale portante viene perso a causa di questa interruzione. Questo è il motivo per cui i collegamenti in fibra ottica multimodale non possono viaggiare fino ai collegamenti in fibra monomodale. Modalità singola utilizzare una singola lunghezza d’onda e non l’intero spettro visibile per trasmettere un segnale a loro non soffrono del problema di dispersione cromatica.

Dispersione cromatica è il termine dato al fenomeno con cui diverse componenti spettrali di un impulso viaggiano a velocità diverse. Per comprendere l’effetto della dispersione cromatica, dobbiamo capire il significato della costante di propagazione β. Limiteremo la nostra discussione alla fibra monomodale poiché nel caso della fibra multimodale, gli effetti della dispersione intermodale di solito oscurano quelli della dispersione cromatica. Quindi la costante di propagazione β nelle nostre discussioni sarà quella associata alla modalità fondamentale della fibra.

La dispersione cromatica nasce per due motivi.

1./ La prima ragione è che l’indice di rifrazione della silice, il materiale utilizzato per realizzare la fibra ottica, dipende dalla frequenza. Così diversi componenti di frequenza viaggiano a velocità diverse in silice. Questo componente della dispersione cromatica è chiamato dispersione del materiale.

2./ Sebbene la dispersione del materiale sia il componente principale della dispersione cromatica per la maggior parte delle fibre, esiste un secondo componente, chiamato dispersione della guida d’onda.

Per comprendere l’origine fisica della dispersione della guida d’onda, dobbiamo sapere che l’energia luminosa di un modo si propaga in parte nel nucleo e in parte nel rivestimento. Inoltre, l’indice efficace di una modalità si trova tra gli indici di rifrazione del rivestimento e il nucleo. Il valore effettivo dell’indice effettivo tra questi due limiti dipende dalla proporzione di di potenza contenuta nel rivestimento e nel nucleo. Se la maggior parte della potenza è contenuta nel nucleo, l’indice efficace è più vicino all’indice di rifrazione del nucleo; se la maggior parte di esso si propaga nel rivestimento, l’indice efficace è più vicino all’indice di rifrazione del rivestimento.

La distribuzione di potenza di un modo tra il nucleo e il rivestimento della fibra è essa stessa una funzione della lunghezza d’onda. Più precisamente, più lunga è la lunghezza d’onda, maggiore è la potenza nel rivestimento. Pertanto, anche in assenza di dispersione del materiale – in modo che gli indici di rifrazione del nucleo e del rivestimento siano indipendenti dalla lunghezza d’onda – se la lunghezza d’onda cambia, questa distribuzione di potenza cambia, causando il cambiamento dell’indice effettivo o della costante di propagazione β della modalità. Questa è la spiegazione fisica per la dispersione della guida d’onda.

Pertanto, il colore della luce è il più grande hurtle da superare. La percezione del colore è fortemente influenzata dai media e da come la luce interagisce con i media.

Fosco Connect. (2018). Cos’è la dispersione cromatica ? (dispersione del materiale e dispersione della guida d’onda). Fosco Connect. Estratto il 22 dicembre 2018 da, https://www.fiberoptics4sale.com/blogs/archive-posts/95044870-what-is-chromatic-dispersion-material-dispersion-and-waveguide-dispersion

Circa l’autore:

Michael Martin ha più di 35 anni di esperienza nella progettazione di sistemi per le reti a banda larga, fibra ottica, senza fili e tecnologie di comunicazione digitali.

È un dirigente senior del GTS Network Services Group di IBM Canada. Negli ultimi 13 anni con IBM, ha lavorato nel GBS Global Center of Competency for Energy and Utilities e nel GTS Global Center of Excellence for Energy and Utilities. In precedenza è stato socio fondatore e presidente di MICAN Communications e prima ancora è stato presidente di Comlink Systems Limited e Ensat Broadcast Services, Inc., entrambe le divisioni di Cygnal Technologies Corporation (CYN: TSX).

Martin attualmente fa parte del Consiglio di amministrazione di TeraGo Inc (TGO: TSX) e in precedenza ha fatto parte del Consiglio di amministrazione di Avante Logixx Inc. (XX: TSX.V).

È membro di SCC ISO-IEC JTC 1 / SC-41 – Internet of Things and related technologies, ISO-International Organization for Standardization e membro del NIST SP 500-325 Fog Computing Conceptual Model, National Institute of Standards and Technology.

Ha fatto parte del Consiglio dei governatori dell’Istituto di tecnologia dell’Università dell’Ontario (UOIT) e del Consiglio dei consiglieri di cinque diversi college dell’Ontario. Per 16 anni ha fatto parte del consiglio di amministrazione della Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), Sezione di Toronto.

Ha conseguito tre master in business (MBA), comunicazione (MA) e istruzione (MEd). Inoltre, ha diplomi e certificazioni in business, programmazione informatica, internetworking, project management, media, fotografia e tecnologia della comunicazione.