8 Kompenzátory disperzie pre optovláknové trasy
8.2 Kompenzácia disperzie

## Vlákna kompenzujúce disperziu

Vlákna kompenzujúce disperziu DCF (Dispersion Compensating Fibres) sa vyznačujú malou zápornou hodnotou koeficienta disperzie ~ -100 ps/nm/km až ~ -10000 ps/nm/km (existuje mnoho vedeckých prác, ktoré uvádzajú ešte väčší rozsah teoretických hodnôt). Vlákna DCF sú schopné kompenzovať kumulujúcu sa disperziu. Vlákna DCF sa líšia od štandardných konvenčných vlákien SMF geometriou a materiálovým zložením. Najpokročilejšie návrhy vláken DCF vychádzajú z fotonických mikroštruktúrnych vlákien, známych v literatúre ako fotónovo-kryštalické vlákna PCF (Photonic Crystal Fibres).

Príklad návrhu vlákna kompenzujúceho disperziu a priebeh disperzie ako funkcie vlnovej dĺžky.

Niektoré vlákna DCF sú navrhnuté pre prevádzku na určitej vlnovej dĺžke. Priebeh disperzie ako funkcie vlnové dĺžky je parabolický, má jedno minimum disperzie a dve vlnové dĺžky, na ktorých je disperzia nulová ZDW (zero dispersion wavelength).

Vlákna DCF pre systémy DWDM môžu kompenzovať disperziu vo všetkých kanáloch súčasne. Širokopásmové DCF sa vyznačujú vysokou zápornou hodnotou koeficienta disperzie dostupnou vo všetkých telekomunikačných oknách, v ktorých sú optické vlákna transparentné. Priebeh disperzie ako funkcie vlnovej dĺžky vlákna DCF kopíruje opačný sklon štandardných vláken, disperzia ktorých sa kompenzuje v širokom spektre vlnových dĺžok.

Disperzia v širokopásmovom vlákne DCF.

## Optovláknová Braggova mriežka

Ďalšou možnosťou je použitie takzvanej vláknovej Braggovej mriežky FBG (fibre Bragg grating) v optickom vlákne pozdĺž jadra (pozn.: nejedná sa o mikroštruktúrne Braggovo vlákno).

Nevýhody:

- Pracuje na určitej vlnovej dĺžke. Mriežku je možné preladiť (zmenou periódy mriežky), ale pre aplikácie v systémoch DWDM jedna mriežka nestačí na potlačenie disperzie na niekoľkých vlnových dĺžkach. Viac kanálov = viac mriežok.
- Mriežku je možné preladiť, napriek tomu postačuje len na kompenzáciu disperzie na jednej konkrétnej vlnovej dĺžke.
- Počet vlnových dĺžok = počet mriežok

## Schémy kompenzácie

Môžeme uvažovať rôzne varianty na potlačenie disperzie: predkompenzáciu alebo postkompenzáciu disperzie. Odpoveď na otázku, ktorý variant je vhodnejší pre danú sieť, uľahčí numerická simulácia optickej siete.

Schéma kompenzácie pre optické siete.

Pri procese potlačenia disperzie treba dávať pozor, aby nebola dosiahnutá presne nulová hodnota disperzie. Z jednej strany nulová disperzia znamená, že optické impulzy sa nebudú rozširovať. Z druhej strany je nulová disperzia jednou z podmienok vzniku nelineárnych javov, ktoré skresľujú optický prenos. Takýmto nelineárnym javom je štvorvlnové zmiešavanie FWM (Four Wave Mixing). Preto je optimálnym riešením ponechanie malej (ale nenulovej) disperzie, ktorá spôsobí zanedbateľné rozšírenie impulzov a zároveň zamedzí nelineárnym javom.