Solución del módulo de compensación de dispersión de Fiber-Mart

Con el crecimiento exponencial de las comunicaciones, debido principalmente a la amplia aceptación de Internet, la demanda de ancho de banda y gran capacidad de datos ha aumentado cada vez más. Sin embargo, desde una perspectiva técnica, la atenuación, la dispersión y la no linealidad de la fibra óptica pueden limitar significativamente la velocidad de bits y la distancia de transmisión de las comunicaciones ópticas. Con las mejoras en la fabricación de fibra óptica y la invención del EDFA (amplificador de fibra dopada con erbio), se ha ganado la batalla contra la atenuación, mientras que la dispersión y la no linealidad siguen siendo fundamentales en los sistemas de comunicación óptica de alta velocidad actuales. En este artículo, explicamos principalmente la dispersión en fibra óptica y su compensación, además de presentar la solución del módulo de compensación de dispersión de Fiber-Mart.

Dispersión en fibras ópticas

El ensanchamiento de los pulsos de luz, denominado dispersión, es un factor crítico que limita la calidad de la transmisión de señales a través de enlaces ópticos. La dispersión es consecuencia de las propiedades físicas del medio de transmisión. En general, existen tres tipos principales de dispersión en una fibra:

Dispersión modal : la dispersión modal solo se produce en fibras multimodo . En una fibra multimodo con un perfil escalonado del índice de refracción, todos los rayos viajan a la misma velocidad: los rayos que viajan a lo largo del eje de la fibra tienen la misma velocidad que los rayos que viajan cerca de la interfaz núcleo-revestimiento. A medida que cubren los caminos ópticos de diferente longitud a la misma velocidad, llegan al detector en momentos diferentes. Esto conduce al ensanchamiento del pulso temporal en el extremo de la fibra. Este tipo de ensanchamiento temporal se denomina dispersión modal. La dispersión por modo de polarización (PMD) es una forma de dispersión modal en la que dos polarizaciones diferentes de luz en una guía de ondas, que normalmente viajan a la misma velocidad, viajan a velocidades diferentes debido a imperfecciones y asimetrías aleatorias, lo que causa una dispersión aleatoria de los pulsos ópticos.

Dispersión de guía de onda : La dispersión de guía de onda es una dispersión cromática que surge de los efectos de la guía de onda: los desplazamientos de fase dispersivos de una onda en una guía de onda difieren de los que experimentaría en un medio homogéneo. La dispersión de guía de onda es importante en guías de onda con áreas modal efectivas pequeñas. Sin embargo, en fibras con áreas modales grandes, la dispersión de guía de onda suele ser insignificante y predomina la dispersión del material.

Dispersión material : La dispersión material es el fenómeno por el cual los materiales hacen que un haz de luz se disperse al propagarse. También es un tipo de dispersión cromática. La dispersión material no es útil en las comunicaciones ópticas, ya que limita la cantidad de datos que se pueden enviar, ya que los pulsos se superponen y se pierde información.

Tanto la dispersión de la guía de ondas como la dispersión del material pertenecen a la dispersión cromática.

Compensación de dispersión

En sistemas de transmisión de larga distancia con fibra óptica de alta velocidad (como 10 G o 40 G bit/s), la compensación de dispersión es uno de los elementos más importantes a considerar en el diseño. La gestión u optimización de la dispersión residual es necesaria para redes fotónicas, es decir, fibras, repetidores e interfaces ópticas. Además, la compensación de PMD también es necesaria, especialmente para sistemas de larga distancia con velocidad de bits de 40 Gbit/s o superior. En resumen, la compensación de dispersión es un aspecto importante para los enlaces de fibra óptica. Actualmente, existen numerosas soluciones para la compensación de dispersión en fibra óptica, como el módulo de compensación de dispersión (DCM), la fibra con compensación de dispersión (DCF), la operación típica de rejilla de Bragg y la rejilla de Bragg de fibra con chirrido, entre otras.

En las comunicaciones por fibra óptica, los módulos de compensación de dispersión (DCM) pueden utilizarse para compensar la dispersión cromática de un tramo largo de fibra óptica de transmisión. Normalmente, estos módulos proporcionan una dispersión fija (p. ej., dispersión normal en la región espectral de 1,6 μm), aunque también existen módulos de dispersión ajustables. Un módulo se puede insertar fácilmente en un enlace de fibra óptica gracias a sus conectores de entrada y salida. Las pérdidas de inserción pueden compensarse con un amplificador de fibra, por ejemplo, un EDFA en un sistema de telecomunicaciones de 1,5 μm. Un módulo de compensación de dispersión suele colocarse entre dos amplificadores de fibra.

Solución del módulo de compensación de dispersión de Fiber-Mart

Los módulos de compensación de dispersión (DCM) son componentes básicos del sistema de transporte óptico CWDM y DWDM de Fiber-Mart y sirven en los nodos de comunicación óptica para proporcionar dispersión cromática negativa, conocida como fenómeno de propagación de pulsos, que limita la alta tasa de bits y la distancia máxima de transmisión de datos a lo largo de las fibras ópticas.

Los módulos de la serie FS-DCM, basados en la tecnología de fibra de compensación de dispersión (DCF), consolidada y fiable, están diseñados para montaje en rack de 19 pulgadas. Este módulo compensa la dispersión cromática a velocidades de datos de 10 Gbps, 40 Gbps e incluso 100 Gbps en redes coherentes de larga distancia, como sistemas de transmisión SDH de alta densidad de bits, redes DWDM y sistemas de transmisión CATV de larga distancia. Estos módulos pueden alcanzar valores de dispersión de -10 a -2100 ps/nm a una longitud de onda de 1550 nm y proporcionan compensación de la dispersión de banda ancha para fibra monomodo estándar (fibra SMF28 – G.652) en toda la banda C, manteniendo una pérdida de inserción extremadamente baja y plana, así como una baja latencia.

La serie FS-DCM es un módulo de una sola ranura que generalmente se conecta a la etapa intermedia de un amplificador óptico Fiber-Mart, por ejemplo, EDFA, en sistemas de transmisión de banda ancha. El balance óptico no se ve afectado si la serie FS-DCM se conecta a un amplificador óptico con etapa intermedia. Además, está disponible una distancia de compensación de entre 10 y 140 km.

Familia de productos

Casos de aplicación típicos de la serie FS-DCM