Multipleksowanie z podziałem długości fali gęstej (DWDM) systemy są ważną częścią nowoczesnych długodystansowych sieci szkieletowych i sieci metropolitalnych. W zastosowaniach związanych z transmisją długodystansową tłumienie i dyspersja światłowodu są głównymi czynnikami wpływającymi na transmisję sygnału optycznego, dlatego urządzenia aktywne, takie jak wzmacniacz światłowodowy z domieszką erbu (EDFA) i kompensator dyspersji (DCM) są powszechnie stosowane w systemach zwielokrotniania z podziałem długości fali gęstej (DWDM). aby zapewnić jakość transmisji światłowodowej.
Tłumienie i dyspersja włókien
Na sygnał optyczny w procesie transmisji wpływ będzie miał szereg czynników, w tym rodzaj światłowodu, specyfika zastosowań itp., z których tłumienie i dyspersja światłowodu jest istotnym czynnikiem bezpośrednio wpływającym na jakość transmisji sygnału optycznego.
Tłumienie światłowodu to proces transmisji sygnału optycznego we włóknie, jego moc wraz ze wzrostem odległości transmisji w postaci zaniku wykładniczego. Głównymi czynnikami powodującymi tłumienie włókien są: samoistne, zginanie, wytłaczanie, zanieczyszczenia, niejednorodność, dokowanie itp. Wewnętrzna to nieodłączna utrata włókna, w tym rozpraszanie Rayleigha, samoistna absorpcja itp.; zginanie oznacza, że część światła zginająca się z włókna zostanie rozproszona z powodu utraty; ekstruzja to ściskanie włókna przez ubytek spowodowany mikrozgięciem; zanieczyszczenia to zanieczyszczenia włókien w absorpcji i rozpraszaniu sygnałów optycznych spowodowane utratą; niejednorodność jest współczynnikiem załamania światła materiału włóknistego strat spowodowanych nierównomiernością; dokowanie to utrata dokowania światłowodu. W systemie DWDM tłumienie światłowodu w dużej mierze determinuje odległość transmisji systemu.
Sygnał optyczny przesyłany w światłowodzie składa się z różnych składowych częstotliwości i różnych składowych modowych, które mają różne prędkości propagacji, a to spowoduje zmiany kształtu fali impulsowej, która jest dyspersją, dyspersja światłowodu zazwyczaj obejmuje dyspersję modową, dyspersję materiałową i dyspersja falowodowa. Dyspersja modowa to dyspersja spowodowana różnymi stycznymi składowymi stałych transmisji i różnymi prędkościami grupowymi każdego modu światłowodu przy tej samej długości fali podczas transmisji wielomodowej; dyspersja materiału jest spowodowana własnymi właściwościami materiału włóknistego; Dyspersja falowodu jest powodowana przez falowód optyczny we włóknie. W przypadku światłowodu wielomodowego całkowita dyspersja jest równa sumie trzech; dla światłowodu jednomodowego, ponieważ istnieje tylko jeden tryb transmisji, całkowita dyspersja jest sumą dyspersji materiału i dyspersji falowodu.
Jak wspomniano powyżej, tłumienie i dyspersja światłowodu ma znaczący wpływ na wydajność systemów DWDM, a aby zminimalizować te efekty, często stosuje się wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem (EDFA) i kompensatory dyspersji (DCM) w celu kompensacji utraty i dyspersji światłowodu.
Wzmacniacz światłowodowy z domieszką erbu (EDFA) to urządzenie optyczne, które bezpośrednio wzmacnia sygnały optyczne w systemach komunikacji światłowodowej, z zaletami dużego wzmocnienia, szerokiej przepustowości, niskiego poziomu szumów i wysokiej mocy wyjściowej nasycenia itp. Jednak w systemach DWDM, charakterystyka wzmocnienia długości fali wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego erbem (EDFA) nie jest płaska, co spowoduje, że moc (stosunek sygnału optycznego do szumu) każdego kanału optycznego systemu będzie poważnie nierówna, a kanały odbiegają od wzmocnienia peak will Kanały, które odbiegają od wartości szczytowej wzmocnienia, zostaną wykryte nieprawidłowo, co będzie miało poważny wpływ na wydajność systemu. Dlatego w długodystansowych sieciach DWDM wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem (EDFA) są zwykle instalowane w liniach światłowodowych w określonych odstępach czasu, a liczba EDFA wykorzystywanych na danym obszarze jest zwykle ograniczona przez rodzaj włókna, liczbę kanałów, odległość transmisji danych i dozwoloną wartość stosunku sygnału optycznego do szumu.
Powszechne stosowanie wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego erbem (EDFA) w dużej mierze rozwiązało problem utraty transmisji w szybkich systemach komunikacji światłowodowej, ale dyspersja włókien jest również jednym z głównych czynników ograniczających odległość przekaźnika i zdolność komunikacyjną systemów transmisji światłowodowej , więcDWDMsieci wykorzystują również kompensator dyspersji (DCM), kompensator dyspersji (DCM) służy głównie do kompensacji dyspersji materiału i dyspersji falowodów w liniach światłowodowych. dyspersja. Należy zauważyć, że kompensator dyspersji (DCM) w sieciach DWDM powoduje również pewne tłumienie światłowodu w linii światłowodowej i musi być używany w połączeniu ze wzmacniaczem światłowodowym domieszkowanym erbem (EDFA).
