Multipleksiranje z gosto valovno dolžino (DWDM) sistemi so pomemben del sodobnih hrbteničnih omrežij na dolge razdalje in metropolitanskih omrežij. V aplikacijah za prenos na dolge razdalje sta slabljenje in disperzija vlaken glavna dejavnika, ki vplivata na prenos optičnega signala, zato se aktivne naprave, kot sta ojačevalnik vlaken, dopiranih z erbijem (EDFA) in disperzijski kompenzator (DCM), običajno uporabljajo v sistemih z gosto valovno dolžino multipleksiranja (DWDM). za zagotovitev kakovosti prenosa vlaken.
Oslabitev in disperzija vlaken
Na optični signal v procesu prenosa bodo vplivali različni dejavniki, vključno z vrsto vlakna, specifičnimi aplikacijami itd., Od tega sta slabljenje in disperzija vlaken pomemben dejavnik, ki neposredno vpliva na kakovost prenosa optičnega signala.
Oslabitev optičnega vlakna je proces prenosa optičnega signala v vlaknu, njegova moč s povečanjem razdalje prenosa v obliki eksponentnega razpada. Glavni dejavniki, ki povzročajo slabljenje vlaken, so: intrinzična, upogibna, ekstruzija, nečistoče, nehomogenost, spajanje itd. Intrinzična je prirojena izguba vlakna, vključno z Rayleighovim sipanjem, inherentno absorpcijo itd.; upogibanje je upogibanje vlaken del svetlobe bo razpršen zaradi izgube; ekstruzija je vlakno, ki se stisne zaradi izgube, ki jo povzroči mikro-upogibanje; nečistoče so nečistoče vlaken pri absorpciji in sipanju optičnih signalov, ki nastanejo zaradi izgube; nehomogenost je lomni količnik materiala vlaken izgube, ki jo povzroči neenakomernost; priklop je izguba priklopa vlaken. V sistemu DWDM slabljenje vlaken v veliki meri določa razdaljo prenosa sistema.
Optični signal, ki se prenaša v optičnih vlaknih, je sestavljen iz različnih frekvenčnih komponent in različnih komponent načina, ki imajo različne hitrosti širjenja, kar bo povzročilo spremembe v obliki valovne oblike impulza, ki je disperzija, disperzija vlaken na splošno vključuje disperzijo načina, disperzijo materiala in valovodna disperzija. Modna disperzija je disperzija, ki jo povzročajo različne tangencialne komponente prenosnih konstant in različne skupinske hitrosti vsakega načina vlakna pri isti valovni dolžini med večmodnim prenosom; disperzija materiala je posledica lastnih značilnosti vlaknenega materiala; disperzijo valovoda povzroča optični valovod v vlaknu. Za večmodno vlakno je skupna disperzija enaka vsoti treh; za enomodno vlakno, ker obstaja samo en način prenosa, je skupna disperzija vsota disperzije materiala in disperzije valovoda.
Kot je bilo omenjeno zgoraj, imata slabljenje in disperzija vlaken pomemben vpliv na zmogljivost sistemov DWDM in za zmanjšanje teh učinkov se za kompenzacijo izgube in disperzije vlaken pogosto uporabljajo ojačevalniki vlaken, dopiranih z erbijem (EDFA) in disperzijski kompenzatorji (DCM).
Ojačevalnik vlaken, dopiranih z erbijem (EDFA) je optična naprava, ki neposredno ojača optične signale v optičnih komunikacijskih sistemih, s prednostmi visokega dobička, široke pasovne širine, nizkega šuma in visoke izhodne moči nasičenosti itd. Vendar pa v sistemih DWDM, značilnosti ojačanja valovne dolžine optičnega ojačevalnika, dopiranega z erbijem (EDFA) niso ravne, kar bo povzročilo, da bo moč (razmerje optični signal/šum) vsakega optičnega kanala sistema resno neenaka, in kanali, ki odstopajo od ojačenja peak will. Kanali, ki odstopajo od vrha ojačenja, bodo napačno zaznani, kar bo resno vplivalo na delovanje sistema. Zato so v omrežjih DWDM na dolge razdalje ojačevalniki vlaken, dopiranih z erbijem (EDFA), običajno nameščeni v optičnih linijah na določenih intervalnih razdaljah, število EDFA, ki se uporabljajo na določenem območju, pa je običajno omejeno z vrsto vlakna, številom kanalov, razdaljo prenosa podatkov in dovoljeno vrednost razmerja med optičnim signalom in šumom.
Široka uporaba optičnih ojačevalcev, dopiranih z erbijem (EDFA) je v veliki meri rešila problem izgube prenosa pri hitrih optičnih komunikacijskih sistemih, vendar je disperzija vlaken tudi eden od glavnih dejavnikov, ki omejuje razdaljo releja in komunikacijsko zmogljivost optičnih prenosnih sistemov. , torejDWDMomrežja uporabljajo tudi kompenzator disperzije (DCM), disperzijski kompenzator (DCM) se uporablja predvsem za kompenzacijo disperzije materiala in disperzije valovoda v optičnih linijah. disperzija. Treba je opozoriti, da kompenzator disperzije (DCM) v omrežjih DWDM povzroči tudi nekaj slabljenja vlaken v vlaknini in ga je treba uporabiti v povezavi z ojačevalnikom vlaken, dopiranim z erbijem (EDFA).
