Im Bereich der Glasfaserkommunikation ist das Dispersionskompensationsmodul (DCM) (auch Dispersion Compensation Unit, DCU) dient zur Dispersionskompensation, beispielsweise zur Kompensation der Dispersion in einer sehr langen Übertragungsfaser. Normalerweise bietet dieses Modul eine bestimmte Dispersion (z. B. normale Dispersion im 1600-nm-Spektralbereich), obwohl es mittlerweile auch Module mit einstellbarer Dispersion gibt. Das Einfügen des Moduls in eine Glasfaserverbindung ist sehr einfach, da am Ein- und Ausgang optische Anschlüsse vorhanden sind. Um den Einfügungsverlust zu kompensieren, kann ein Faserverstärker verwendet werden. Beispielsweise kann ein Erbium-dotierter Faserverstärker in einem 1500-nm-Kommunikationssystem verwendet werden. Ein Dispersionskompensationsmodul wird normalerweise zwischen zwei Verstärkern platziert.
Das Dispersionskompensationsmodul kann mithilfe der folgenden Techniken erhalten werden:
1. Eine gängige und einfache Methode besteht darin, ein langes Stück Glasfaser, beispielsweise eine Dispersionsfaser, auf eine Spule mit einem Durchmesser von 100-200mm aufzuwickeln. Die verwendete Glasfaser kann so optimiert werden, dass sie die Dispersion in der 100 km langen Übertragungsfaser ausgleichen kann und die Einfügungsdämpfung nur wenige Dezibel beträgt.
2. Eine weitere kompaktere Struktur mit geringem Dotierungsverlust ist die Verwendung von gechirpten Faser-Bragg-Gittern. Große Streuungen können durch die Verwendung relativ langer (mehrere zehn Zentimeter) Fasergitter ausgeglichen werden. Eine Dispersionsabstimmung ist durch Variation der Gerätetemperatur (eingebauter Temperaturgradient) möglich.
3. In WDM-Systemen werden für einige Bildgebungsverfahren Phased-Arrays verwendet.
Einige wichtige Eigenschaften der Dispersionskompensation:
1. Der Kern ist die bereitstellbare Dispersion, die von der Länge der kompensierten Übertragungsfaser und der Art der Übertragungsfaser abhängt. Dispersionsverschobene Übertragungsfasern erfordern beispielsweise eine geringere Dispersionskompensation.
2. StreuungDie Steigung (Dispersion höherer Ordnung) schränkt die verfügbare Bandbreite stark ein, was besonders bei WDM-Systemen wichtig ist. Je nach Art der Übertragungsfaser sind unterschiedliche Dispersionssteilheiten erforderlich. Die relativ hohe Dispersionssteigung kann das Faserdesign erschweren.
3. In manchen Fällen ist es wünschenswert, dass die Dispersion einstellbar ist.
4. Einfügedämpfung wird sowohl durch Absorption und Streuung in der Faser als auch durch Beiträge von Spleißen und Anschlüssen verursacht. Dieser Verlust muss so gering wie möglich gehalten werden, da sie eine hohe Verstärkerverstärkung erfordern und zusätzliches Rauschen verursachen.
5. In einigen Fällen wirken sich auch optische nichtlineare Effekte aus. Stark dispersive Fasern können diesen Effekt minimieren, es genügen sehr kurze Fasern.
6. In praktischen Anwendungen ist eine kompakte Struktur sehr wichtig. Kompensationsfasern können eng gewickelt werden, allerdings sind auch hier durch Biegeverluste Grenzen gesetzt.
Bei sehr hohen einspurigen Datenraten ist außerdem eine Kompensation der Polarisationsmodendispersion erforderlich. Dies ist komplizierter, da es eine entsprechende Steuerung des Polarisationszustands des Signallichts und eine angemessene Anpassung der Zeitverzögerung erfordert.
