Multiplexare cu diviziune densă a lungimii de undă (DWDM) sistemele reprezintă o parte importantă a rețelelor centrale moderne pe distanță lungă și a rețelelor metropolitane. În aplicațiile de transmisie pe distanțe lungi, atenuarea și dispersia fibrelor sunt principalii factori care afectează transmisia semnalului optic, astfel încât dispozitivele active precum amplificatorul de fibre dopate cu erbiu (EDFA) și compensatorul de dispersie (DCM) sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de multiplexare cu diviziune densă a lungimii de undă (DWDM) pentru a asigura calitatea transmisiei fibrelor.
Atenuarea și dispersia fibrelor
Semnalul optic în procesul de transmisie va fi afectat de o varietate de factori, inclusiv tipul de fibră, aplicații specifice etc., dintre care atenuarea și dispersia fibrei este un factor important care afectează direct calitatea transmisiei semnalului optic.
Atenuarea fibrei optice este procesul de transmitere a semnalului optic în fibră, puterea sa cu creșterea distanței de transmisie sub formă de dezintegrare exponențială. Principalii factori care cauzează atenuarea fibrei sunt: intrinseci, îndoire, extrudare, impurități, neomogenitate, andocare etc. Intrinseci este pierderea inerentă a fibrei, inclusiv împrăștierea Rayleigh, absorbția inerentă etc.; îndoirea este partea de îndoire a fibrei a luminii va fi împrăștiată din cauza pierderii; extrudarea este fibra este stoarsă de pierderile cauzate de micro-îndoire; impuritățile sunt impuritățile din fibre în absorbția și împrăștierea semnalelor optice cauzate de pierderi; neomogenitatea este indicele de refracție a materialului fibros al pierderii cauzate de neuniformitate; andocarea este pierderea andocării fibrelor. În sistemul DWDM, atenuarea fibrei determină în mare măsură distanța de transmisie a sistemului.
Semnalul optic transmis în fibra optică este compus din diferite componente de frecvență și diferite componente de mod, care au viteze de propagare diferite, iar acestea vor provoca modificări în forma formei de undă a impulsului, care este dispersia, dispersia fibrei include în general dispersia modului, dispersia materialului. și dispersia ghidului de undă. Dispersia de mod este dispersia cauzată de diferitele componente tangenţiale ale constantelor de transmisie şi de viteze de grup diferite ale fiecărui mod al fibrei la aceeaşi lungime de undă în timpul transmisiei multimode; dispersia materialului este cauzată de caracteristicile proprii ale materialului fibros; Dispersia ghidului de undă este cauzată de ghidul de undă optic din fibră. Pentru fibra multimodală, dispersia totală este egală cu suma celor trei; pentru fibra monomod, deoarece există un singur mod de transmisie, dispersia totală este suma dispersiei materialului și dispersiei ghidului de undă.
După cum sa menționat mai sus, atenuarea și dispersia fibrelor au un impact semnificativ asupra performanței sistemelor DWDM și, pentru a minimiza aceste efecte, amplificatoarele de fibre dopate cu erbiu (EDFA) și compensatorii de dispersie (DCM) sunt adesea folosite pentru a compensa pierderea și dispersia fibrei.
Amplificatorul cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) este un dispozitiv optic care amplifică direct semnalele optice în sistemele de comunicații cu fibră optică, având avantajele câștigului mare, lățimii de bandă largă, zgomot redus și putere de ieșire de saturație mare etc. Cu toate acestea, în sistemele DWDM, caracteristicile de amplificare a lungimii de undă ale amplificatorului cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) nu sunt plate, ceea ce va face ca puterea (raportul semnal-zgomot optic) fiecărui canal optic al sistemului să fie serios inegală și canalele care deviază de la câștig peak will Canalele care deviază de la vârful câștig vor fi detectate incorect, rezultând un impact grav asupra performanței sistemului. Prin urmare, în rețelele DWDM pe distanță lungă, amplificatoarele cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) sunt de obicei instalate în linii de fibră la anumite distanțe de interval, iar numărul de EDFA utilizate într-o anumită zonă este de obicei limitat de tipul de fibră, numărul de canale, distanța de transmisie a datelor și valoarea raportului optic semnal-zgomot permisă.
Utilizarea pe scară largă a amplificatorului cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) a rezolvat în mare măsură problema pierderii de transmisie a sistemelor de comunicații cu fibră optică de mare viteză, dar dispersia fibrei este, de asemenea, unul dintre principalii factori care limitează distanța releului și capacitatea de comunicare a sistemelor de transmisie prin fibră optică. , asa deDWDMrețelele folosesc, de asemenea, compensator de dispersie (DCM), compensatorul de dispersie (DCM) este utilizat în principal pentru a compensa dispersia materialului și dispersia ghidului de undă în liniile de fibră optică. dispersie. Trebuie remarcat faptul că compensatorul de dispersie (DCM) în rețelele DWDM provoacă, de asemenea, o anumită atenuare a fibrei în linia de fibră și trebuie utilizat împreună cu un amplificator de fibră dopată cu erbiu (EDFA).
