Podręcznik

Poza omówionymi dwoma typami dyspersji, dyspersją modową (występującą jedynie w światłowodach wielomodowych) i dyspersją chromatyczną, istnieje jeszcze trzeci typ dyspersji – dyspersja polaryzacyjna – PMD (ang. Polarization Mode Dispersion). W światłowodzie jednomodowym rozchodzą się dwa mody o odmiennych polaryzacjach, zmiany geometrii światłowodu powodują, że rozchodzą się z różnymi prędkościami i po przejściu pewnej odległości obserwuje się różnice czasowe pomiędzy modami, tak jak to zostało pokazane na poniższym rysunku. W efekcie kształt impulsu światła po przejściu przez światłowód zostaje zmieniony (impuls zostaje rozmyty) i do czynienia mamy z dyspersją polaryzacyjną. Zjawisko to występuje jedynie w łączach o dużym zasięgu transmisji.

Rysunek 18 Dyspersja polaryzacyjna.

W światłowodzie jednomodowym propagują się dwa mody ortogonalne $HE_{11}^Y$i $HE_{11}^X$. Jeżeli materiał byłby całkowicie izotropowy, wtedy obydwie stałe propagacji byłyby sobie równe $\beta^X_0 = \beta^Y_0$ i czas przesunięcia impulsu wynosiłby 0. Jednak w rzeczywistych włóknach mamy do czynienia z anizotropią materiału, więc stałe propagacji są różne $\beta^X_0 \neq \beta^Y_0$, a czas przesunięcia pomiędzy impulsami jest większy od 0.

$\sigma_\tau = D_p\sqrt L \qquad$(4.11)

gdzie $D_p = 0.1 - 1 \left[ \frac{ ps}{\sqrt km } \right]$

W przypadku dyspersji chromatycznej poszerzenie impulsu było proporcjonalne do długości światłowodu, tu mamy tylko proporcjonalność do pierwiastka długości. Generalnie przyczyną powstawania polaryzacyjnej jest asymetria włókna światłowodowego, wynikająca z błędów w produkcji lub pochodząca z naprężenia mechanicznego (np. czynniki atmosferyczne, źródła wibracji). Zmniejszyć wpływ dyspersji polaryzacyjnej można poprzez skrócenie dystansu i wstawienie regeneratora elektrycznego lub optycznego (światłowody podtrzymujące polaryzację). Dla linii dalekiego zasięgu wzrost PMD (opóźnienie grupowe na jednostkę długości) wraz z długością włókna jest dość wolny. Poza tym PMD ma statystyczny charakter (tzn. raz może się sumować, a raz niwelować). Dlatego też na wyjściu światłowodu PMD zmienia się losowo.