Dispersione materiale fibra
Stimi quanto si allarga un impulso di luce in una fibra di vetro: una dispersione di 17 ps/(nm·km), una sorgente larga 2 nm e 10 km di fibra allungano ogni impulso di 340 ps. Confronti questo valore con il tempo di ciascun bit. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Parametro di dispersione
- 17
- Larghezza spettrale
- 2
- Lunghezza della fibra
- 10
- Larghezza spettrale (nm)
- 2
- Lunghezza della fibra (km)
- 10
- Dispersione assoluta
- 17
- Allargamento dell'impulso (ps)
- 340
La dispersione materiale allarga gli impulsi ottici perché lunghezze d'onda diverse nello spettro della sorgente viaggiano con velocità di gruppo leggermente diverse all'interno del vetro. La stima al primo ordine di quell'allargamento temporale è un prodotto semplice: valore assoluto del parametro di dispersione materiale per larghezza spettrale per lunghezza della fibra. Questo calcolatore di dispersione materiale in fibra prende D in picosecondi per nanometro per chilometro, Δλ in nanometri e L in chilometri, e restituisce l'allargamento dell'impulso in picosecondi con una stringa di formula stabile per registri e compiti. I bilanci di collegamento telecom, i laboratori universitari di fibra e i confronti tra diodi laser necessitano della stessa forma chiusa prima di aprire simulatori non lineari o di guida d'onda completi.
Cosa significa l'allargamento per dispersione materiale in fibra
Nella silice e in altri vetri ottici l'indice di rifrazione dipende dalla lunghezza d'onda, quindi anche il ritardo di gruppo per unità di lunghezza ne dipende. Quando la sorgente non è monocromatica, le componenti spettrali accumulano ritardi diversi e l'inviluppo dell'impulso si allunga nel tempo. Il modello industriale al primo ordine concentra quell'effetto in un parametro di dispersione D, di solito in picosecondi di variazione di ritardo per nanometro di variazione di lunghezza d'onda e per chilometro di fibra.
Moltiplicare il valore assoluto di D per la larghezza spettrale della sorgente Δλ e per la lunghezza del tratto L fornisce il contributo atteso della dispersione materiale all'allargamento: Δt è uguale a |D| per Δλ per L. Un D positivo è spesso detto regione di dispersione normale; un D negativo, regione anomala, usata in molte discussioni su solitoni e compensazione. Per la magnitudine dell'allargamento il segno si annulla, ed è per questo che il calcolatore usa |D|.
Il modello ignora la dispersione di guida d'onda (che può annullare o sommarsi a quella materiale in fibra monomodale reale), la dispersione di modo di polarizzazione, l'automodulazione di fase e le pendenze di dispersione di ordine superiore. È la stima da manuale e da bilancio di collegamento che conviene quando D, la larghezza di riga e la lunghezza sono già noti da scheda tecnica o da traccia d'esame, non un risolutore GVD completo da coefficienti di Sellmeier.
Dove i team usano questa stima nella pratica
I corsi di comunicazioni ottiche assegnano problemi interminabili sull'allargamento per dispersione materiale a partire da un D di catalogo, dalla larghezza spettrale di un laser o LED e dalla lunghezza del collegamento; un oracolo affidabile accelera la correzione e la preparazione di laboratorio. I pianificatori di reti di accesso e metro confrontano quella cifra in picosecondi con i bilanci di periodo di bit prima di decidere se servono compensazione di dispersione, sorgenti più strette o rigeneratori più ravvicinati.
I fornitori di componenti pubblicano curve di D rispetto alla lunghezza d'onda e vogliono un prodotto trasparente di D, Δλ e L in calcolatori di marketing e note applicative. I gruppi di strumentazione stimano quanto una sorgente ASE a banda larga si allunga dopo una bobina di fibra progettando banchi OTDR, di sensing o di ottica non lineare.
Casi d'uso
Stime di budget di impulso su collegamenti telecom
Moltiplichi |D|, la larghezza spettrale della sorgente e la lunghezza del tratto per ottenere l'allargamento per dispersione materiale in picosecondi prima di confrontarlo con i margini di periodo di bit.
Chiavi di laboratorio e compiti di fibra
Restituisca un Δt deterministico da D, Δλ e L da manuale così che docenti, studenti e correttori automatici condividano un'unica verità di riferimento.
Domande frequenti
Quale formula usa il calcolatore di dispersione materiale in fibra?
Usa l'allargamento al primo ordine per dispersione materiale Δt = |D| · Δλ · L, con D in ps/(nm·km), Δλ in nm, L in km e Δt in picosecondi.
Perché si usa il valore assoluto di D?
D può essere positivo (normale) o negativo (anomalo). L'allargamento dell'inviluppo dell'impulso per dispersione al primo ordine dipende dalla magnitudine |D|, quindi il calcolatore moltiplica |D| per larghezza spettrale e lunghezza.
Quali unità devo usare?
Usi D in ps/(nm·km), la larghezza spettrale in nm e la lunghezza della fibra in km. Converta i metri in chilometri prima della chiamata se i Suoi disegni usano m.
Include la dispersione di guida d'onda o la PMD?
No. Questa capacità restituisce solo il prodotto di dispersione materiale |D|·Δλ·L. Dispersione di guida d'onda, dispersione di modo di polarizzazione ed effetti non lineari richiedono modelli e ingressi separati.
Come posso ridurre l’allargamento dovuto alla dispersione del materiale?
L’allargamento cresce in proporzione alla larghezza spettrale della sorgente e alla lunghezza della fibra, quindi una sorgente più stretta o una tratta più corta lo riducono. Si valuta anche la compensazione della dispersione o rigeneratori più vicini.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/fiber-material-dispersion \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"dispersion_parameter":17,"spectral_width":2,"fiber_length":10}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/fiber-material-dispersion", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
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const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
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headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
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"dispersion_parameter": 17,
"spectral_width": 2,
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/fiber-material-dispersion", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
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$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"dispersion_parameter":17,"spectral_width":2,"fiber_length":10}`)
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req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
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}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "optics.fiber_material_dispersion",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Ingressi, unità, uscite e regole di validazione
Tutti e tre devono essere finiti. D può essere positivo, negativo o zero — zero restituisce semplicemente allargamento nullo. Invii tre numeri: dispersion_parameter D in ps per nm per km, spectral_width Δλ in nanometri e fiber_length L in chilometri. Larghezza spettrale e lunghezza devono essere strettamente positive; zero o valori negativi falliscono con invalid_input perché non definiscono un allargamento fisico al primo ordine per questa formula prodotto. Sono accettati alias comuni come D, D_m, dispersion, delta_lambda, spectral_width_nm, linewidth, L, length_km e fiber_length_km così che gli script scritti con la notazione da manuale non necessitino di uno strato di rinomina. In caso di successo, la risposta ripete dispersion_parameter, spectral_width_nm e fiber_length_km ripuliti, restituisce abs_dispersion come |D|, pulse_broadening_ps come |D| per Δλ per L, include la stringa di formula Δt uguale a |D| per Δλ per L e un unit_note che documenta il risultato in picosecondi. Controlli classici: fibra monomodale standard vicino a diciassette picosecondi per nanometro-chilometro con larghezza tipo LED di due nanometri su dieci chilometri; un diodo laser più stretto su un tratto più lungo; e il caso di lunghezza o larghezza nulle come percorso obbligatorio invalid_input. Il prezzo di una chiamata analitica riuscita è un fisso di $0.002 per voce; campi mancanti, stringhe non numeriche, NaN, Infinity e Δλ o L non positivi non vengono addebitati.
Dove i team usano questa stima nella pratica
Poiché questa capacità è un motore parse puro, il prezzo API è la base pubblicata di $0.002 per voce riuscita e la validazione fallita non consuma saldo. Preferisca questo endpoint quando ha già D, larghezza spettrale e lunghezza e le serve una forma chiusa verificabile — non un modello di vetro Sellmeier, né una mappa completa di dispersione cromatica di una fibra di trasmissione, né risolutori di PMD o di propagazione non lineare di impulsi, che richiedono ingressi diversi e meritano landing separate.
Casi di integrazione
Script di compromesso sulla larghezza di riga della sorgente
Chiami l'API in batch su larghezze spettrali LED versus laser e lunghezze di fibra per tracciare i limiti di dispersione materiale senza fogli di calcolo.
Domande tecniche
Quanto costa ogni chiamata API?
$0.002 per richiesta riuscita. Lo strumento browser qui sopra gira gratis in locale; l'API addebita il saldo prepagato KIT solo quando l'attività ha successo.