Dispersión material en fibra

La dispersión material ensancha los pulsos ópticos porque las distintas longitudes de onda del espectro de la fuente viajan con velocidades de grupo ligeramente distintas en el vidrio. La estimación de primer orden de ese ensanchamiento temporal es un producto sencillo: valor absoluto del parámetro de dispersión material por el ancho espectral por la longitud de fibra. Esta calculadora de dispersión material en fibra toma D en picosegundos por nanómetro por kilómetro, Δλ en nanómetros y L en kilómetros, y devuelve el ensanchamiento del pulso en picosegundos con una cadena de fórmula estable para registros y ejercicios. Los presupuestos de enlace en telecomunicaciones, los laboratorios universitarios de fibra y las comparaciones de diodos láser necesitan la misma forma cerrada antes de abrir simuladores no lineales o de guía de onda completos.

Qué significa el ensanchamiento por dispersión material en fibra

Dentro de la sílice y otros vidrios ópticos el índice de refracción depende de la longitud de onda, de modo que el retardo de grupo por unidad de longitud también depende de ella. Cuando la fuente no es monocromática, las componentes espectrales acumulan retardos distintos y la envolvente del pulso se estira en el tiempo. El modelo industrial de primer orden concentra ese efecto en un parámetro de dispersión D, habitualmente en picosegundos de cambio de retardo por nanómetro de cambio de longitud de onda y por kilómetro de fibra.

Multiplicar el valor absoluto de D por el ancho espectral de la fuente Δλ y por la longitud del tramo L da la contribución esperada de la dispersión material al ensanchamiento: Δt es igual a |D| por Δλ por L. Un D positivo se asocia a menudo a la región de dispersión normal; un D negativo, a la anómala, frecuente en debates de solitones y compensación. Para la magnitud del ensanchamiento el signo se cancela, por eso esta calculadora usa |D|.

El modelo ignora la dispersión de guía de onda (que puede cancelar o sumarse a la material en fibra monomodo real), la dispersión por modo de polarización, la automodulación de fase y las pendientes de dispersión de orden superior. Es la estimación de libro de texto y de presupuesto de enlace que conviene cuando D, el ancho de línea y la longitud ya se conocen por hoja de datos o enunciado, no un solucionador completo de GVD a partir de coeficientes de Sellmeier.

Dónde usan los equipos esta estimación en la práctica

Los cursos de comunicaciones ópticas proponen problemas interminables sobre el ensanchamiento por dispersión material a partir de un D de catálogo, el ancho espectral de un láser o un LED y la longitud del enlace; un oráculo fiable acelera la corrección y la preparación de laboratorio. Los planificadores de redes de acceso y metro comparan esa cifra en picosegundos con los presupuestos de periodo de bit antes de decidir si hace falta compensación de dispersión, fuentes más estrechas o regeneradores más cercanos.

Los fabricantes de componentes publican curvas de D frente a longitud de onda y quieren un producto transparente de D, Δλ y L en calculadoras de marketing y notas de aplicación. Los grupos de instrumentación estiman cuánto se estira una fuente ASE de banda ancha tras un carrete de fibra al diseñar bancos OTDR, de sensado u óptica no lineal.