מהי דיספרסיה (נפיצה) כרומטית? Chromatic Dispersion

 

דיספרסיה (נפיצה) היא אחד מהמאפיינים החשובים של כל הסיבים האופטיים. תופעה זו גורמת להרחבת האות הנשלח ואם הסיב ארוך מספיק, האות מורחב ומתעוות עד כי לא ניתן לפענחו בצד המקבל. אחד מסוגי הדיספרסיה (והחשוב ביותר) הוא דיספרסיה כרומטית הנובעת מכך שכל אורך גל הנע בסיב חווה מהירות התפשטות שונה.

 

הדיספרסיה הכרומטית מורכבת משני אפקטים:

 

·      דיספרסיית חומר  (Material Dispersion) – תופעה בסיסית המאפיינת את הזכוכית ממנה עשוי הסיב

·      דיספרסיית מוליך הגל  (Waveguide Dispersion) – הנובעת מעצם היות הסיב בנוי מליבה ועיטוי. מבנה זה גורם אף הוא לתלות מהירות האור באורך הגל.

 

הדיספרסיה נמדדת ביחידות של ps/(nm*km) כלומר עד כמה מורחב האות בזמן (ביחידות של psec ) בכל ק"מ של סיב לכל nanometer של תחום אורכי הגל שנפלט על ידי מקור האור. מכאן שכדי להגביל את הרחבת האות לערכים סבירים (כתלות בקצב הנתונים) יש להשתמש במקור אור בעל תחום פליטת אורכי גל קטן ככל האפשר וכן בסיב בעל דיספרסיה נמוכה ככל האפשר.

 

ערך הדיספרסיה תלוי באורך הגל בו מתוכנן הערוץ לפעול. המאפיין העיקרי של כל סיב מסוג Single Mode הוא, אם כך, עקום הדיספרסיה שלו – כיצד הדיספרסיה משתנה עם אורך הגל.

 

בסיב Single Mode רגיל (מוגדר כתואם תקן G652 ) הדיספרסיה בתחום אורכי הגל הנפוץ סביב 1310 nm היא עד 3.5 ps/(nm*km) . בתחום אורכי הגל סביב 1550 nm – התחום הנפוץ במערכות DWDM – הדיספרסיה עלולה להגיע עד 20 ps/(nm*km) . בשל ערכה הגבוה של הדיספרסיה ב- 1550 nm , ערוצי תקשורת באורך גל זה מחייבים לעתים הוספת התקנים מפצי דיספרסיה (ראה ערך).

 

ישנם סיבים אחרים כגון סיב G.655 וסיב G.656 בהם ערכי הדיספרסיה שונים מהרשום למעלה.