Modowa dyspersja polaryzacyjna

Modowa dyspersja polaryzacyjna (w polskiej terminologii stosuje się także krótszą nazwę: dyspersja polaryzacyjna; w terminologii angielskiej: Polarization Mode Dispersion, w skrócie PMD) – forma dyspersji modowej, gdy dwie różne polaryzacje światła w światłowodzie (które zwykle przemieszczają w jednakowym czasie), z powodu przypadkowych niedoskonałości medium i jego asymetrii, przemieszczają się z różnymi prędkościami, powodując przypadkowe rozprzestrzenianie impulsów optycznych.

Dyspersja polaryzacyjna (jeśli nie jest skompensowana – co jest trudne w realizacji), ogranicza szybkość, z jaką dane mogą być transmitowane przez włókno światłowodu.

Główną przyczyną PMD jest asymetria włókna optycznego. Dyspersja taka powstaje gdy włókno przyjmuje postać owalną. Asymetria włókna, spowodowana niedoskonałością procesu produkcyjnego jest względnie stała; natomiast cześć pochodząca od naprężeń mechanicznych spowodowanych ruchem włókien może ulegać zmianom (patrz rysunek).

Naprężenia mechaniczne w światłowodzie mogą pochodzić z różnych źródeł. Jednym ze źródeł, które jest bardzo trudne do kontroli, jest np. ich sezonowe nagrzewanie się i chłodzenie; temperatura włókien może się także zmieniać w ciągu dnia i nocy. Chociaż często włókna umieszczane są w rurociągu kablowym, są one nadal poddawane wpływom zmian temperatury i obciążeniom mechanicznym. Innym źródłem stresu mechanicznego mogą być drgania pochodzące z pobliskich źródeł. Na przykład ze względu na łatwość dostępu i obsługi, oraz ze względów logistycznych i prawnych (tylko jeden właściciel terenu), wiele kabli światłowodowych kładzie się wzdłuż torów kolejowych. Ale ma to też swoje wady, związane z przejeżdżającymi pociągami. Wstrząsy, które one powodują, mają niekorzystny wpływ na parametry włókna. Włókna, które nie są prowadzone wzdłuż torów kolejowych i dróg, mogą być mocowane nad ziemią. W takim przypadku PMD może powodować wiatr, który kołysze kablami.

Ze względu na połączenie tych czynników i przypadkowość ich charakteru, wartość PMD dla konkretnego toru kablowego jest nieprzewidywalna i nie ma stałej wartości.

Miarą PMD jest opóźnienie DGD (Differential Group Delay, oznaczane symbolem ${\displaystyle \Delta \tau }$), które jest mierzone w pikosekundach (1 ps = 10⁻¹² sekundy) i proporcjonalne do pierwiastka z odległości propagacji sygnału ${\displaystyle L{:}}$

${\displaystyle \Delta \tau =D_{\text{PMD}}{\sqrt {L}},}$

gdzie ${\displaystyle D_{\text{PMD}}}$ jest parametrem PMD włókna, miarą siły i częstotliwości występowania niedoskonałości, typowo mierzoną w ps/√km.

Zwykle podaje się średnią wartość opóźnienia DGD dla danego toru kablowego i stałą jej wartość dla danego włókna. Przykładowo maksymalna wartość DGD dla toru kablowego może być aż 3,2 razy większa od stałego opóźnienia DGD włókna.

• dyspersja (fala)
• właściwości fizyczne i chemiczne minerałów

• Rajiv Ramaswami i Kumar N. Sivarajan, Optical Networks: A Practical Perspective (Harcourt: San Diego, 1998) (ang.).
• Jay N. Damask, Polarization Optics in Telecommunications (Springer: New York, 2004) (ang.).

• Exfo: Polarization Mode Dispersion (PMD) Simplified. documents.exfo.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2007-04-04)]. (ang.)
• FO4SALE.COM: What Is PMD (Polarization Mode Dispersion)? – materiał wideo (ang.)
• Opracowanie procedur pomiarów modowej dyspersji polaryzacyjnej (PMD) oraz przyspieszonych badań starzeniowych włókien i kabli światłowodowych dla potrzeb udziału IŁ w europejskim projekcie badawczym COST 270 (FP6)