Im Bereich der Glasfaserkommunikation ist die Dispersionskompensationsmodul (DCM) (auch bekannt als Dispersionskompensationseinheit, DCU) wird verwendet, um die Dispersion zu kompensieren, beispielsweise um die Dispersion in einer langen Übertragungsfaser zu kompensieren. Normalerweise bietet dieses Modul eine gewisse Streuung, aber es gibt auch Module mit durchstimmbarer Streuung. Das Einsetzen des Moduls in die Glasfaserstrecke ist sehr einfach, da am Ein- und Ausgangsende optische Stecker vorhanden sind. Faserverstärker können verwendet werden, um die Einfügungsdämpfung zu kompensieren. Erbium-dotierte Faserverstärker können beispielsweise in 1500-nm-Kommunikationssystemen verwendet werden. Das Dispersionskompensationsmodul wird normalerweise zwischen zwei Verstärkern platziert.
Das Dispersionskompensationsmodul kann mit den folgenden Techniken erhalten werden:
1. Ein häufig verwendetes einfaches Verfahren besteht darin, eine lange optische Faser, beispielsweise eine dispersionsverschobene optische Faser, zu verwenden und sie auf eine Spule mit einem Durchmesser von 100-200 mm aufzuwickeln. Die verwendete Faser kann optimiert werden, um die Dispersion in einer 100 km langen Übertragungsfaser zu kompensieren, und die Einfügedämpfung beträgt nur wenige Dezibel.
2. Eine weitere kompaktere Struktur mit geringem Dotierungsverlust ist die Verwendung von gechirpten Faser-Bragg-Gittern. Die Verwendung relativ langer Fasergitter kann eine große Dispersion kompensieren. Durch Ändern der Gerätetemperatur kann eine Dispersionsabstimmung durchgeführt werden.
3. In dem Wellenlängenmultiplexsystem werden einige Abbildungsphasenarrays verwendet.
Einige wichtige Eigenschaften der Dispersionskompensation:
1. Das Wichtigste ist die erreichbare Dispersion, die von der Länge der zu kompensierenden Übertragungsfaser und der Art der Übertragungsfaser abhängt. Zum Beispiel erfordern dispersionsverschobene Übertragungsfasern weniger Dispersionskompensation.
2. Die Dispersionssteigung begrenzt die verfügbare Bandbreite stark, was bei Wellenlängenmultiplexsystemen besonders wichtig ist. Je nach Art der Übertragungsfaser müssen unterschiedliche Dispersionssteigungen verwendet werden. Die relativ hohe Dispersionssteigung erschwert das Faserdesign.
3. In einigen Fällen ist es wünschenswert, dass die Dispersion abstimmbar ist.
4. Einfügungsdämpfung wird nicht nur durch Absorption und Streuung in der Lichtleitfaser verursacht, sondern auch die Bonding-Punkte und Verbinder tragen dazu bei. Dieser Verlust muss so gering wie möglich sein, da sie eine hohe Verstärkerverstärkung erfordern und zusätzliches Rauschen einbringen.
5. In einigen Fällen wirken sich auch optische nichtlineare Effekte aus. Die starke Dispersionsfaser kann ihre Auswirkungen minimieren, und eine sehr kurze Faser ist ausreichend.
6. Bei praktischen Anwendungen ist eine kompakte Bauweise sehr wichtig. Die Kompensationsfaser kann straff gewickelt werden, wird aber auch durch Biegeverluste begrenzt.
Wenn die Einzelkanal-Datenrate sehr hoch ist, muss auch die Polarisationsmodendispersion kompensiert werden. Dies ist komplizierter, weil es eine entsprechende Steuerung des Polarisationszustandes des Signallichts und eine vernünftige Einstellung der Zeitverzögerung erfordert.
