Multiplexovanie s hustou vlnovou dĺžkou (DWDM) systémy sú dôležitou súčasťou moderných diaľkových chrbticových sietí a metropolitných sietí. V aplikáciách diaľkového prenosu sú útlm a disperzia vlákien hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi prenos optického signálu, takže aktívne zariadenia, ako je zosilňovač vlákien dopovaný erbiom (EDFA) a kompenzátor disperzie (DCM), sa bežne používajú v systémoch multiplexovania s hustou vlnovou dĺžkou (DWDM). na zabezpečenie kvality prenosu vlákien.
Útlm a rozptyl vlákien
Optický signál v procese prenosu bude ovplyvnený rôznymi faktormi, vrátane typu vlákna, špecifických aplikácií atď., z ktorých je útlm a rozptyl vlákna dôležitým faktorom, ktorý priamo ovplyvňuje kvalitu prenosu optického signálu.
Útlm optického vlákna je proces prenosu optického signálu vo vlákne, jeho výkon so zvyšovaním prenosovej vzdialenosti vo forme exponenciálneho rozpadu. Hlavné faktory, ktoré spôsobujú zoslabenie vlákna, sú: vlastné, ohýbanie, vytláčanie, nečistoty, nehomogenita, dokovanie, atď. Vlastné je inherentná strata vlákna, vrátane Rayleighovho rozptylu, inherentnej absorpcie atď.; ohýbanie je ohýbanie vlákna časť svetla bude rozptýlená v dôsledku straty; extrúzia je vlákno stláčané stratou spôsobenou mikro-ohýbaním; nečistoty sú nečistoty vlákna pri absorpcii a rozptylu optických signálov spôsobené stratou; nehomogenita je index lomu vláknitého materiálu straty spôsobenej nerovnomernosťou; dokovanie je strata dokovania vlákien. V systéme DWDM útlm vlákna do značnej miery určuje prenosovú vzdialenosť systému.
Optický signál prenášaný v optickom vlákne sa skladá z rôznych frekvenčných komponentov a rôznych režimových komponentov, ktoré majú rôzne rýchlosti šírenia, a tie spôsobia zmeny tvaru pulznej vlny, ktorou je disperzia, disperzia vlákna vo všeobecnosti zahŕňa vidovú disperziu, disperziu materiálu a rozptyl vlnovodu. Vidová disperzia je disperzia spôsobená rôznymi tangenciálnymi zložkami prenosových konštánt a rôznymi skupinovými rýchlosťami každého vidu vlákna pri rovnakej vlnovej dĺžke počas multimódového prenosu; disperzia materiálu je spôsobená vlastnými charakteristikami vláknitého materiálu; rozptyl vlnovodu je spôsobený optickým vlnovodom vo vlákne. Pre multimódové vlákno sa celková disperzia rovná súčtu troch; pre jednovidové vlákno, pretože existuje iba jeden prenosový režim, je celková disperzia súčtom disperzie materiálu a disperzie vlnovodu.
Ako je uvedené vyššie, útlm a disperzia vlákien majú významný vplyv na výkon systémov DWDM a na minimalizáciu týchto účinkov sa často používajú zosilňovače vlákien dopované erbiom (EDFA) a disperzné kompenzátory (DCM) na kompenzáciu straty a disperzie vlákna.
Erbiom dopovaný vláknový zosilňovač (EDFA) je optické zariadenie, ktoré priamo zosilňuje optické signály v optických komunikačných systémoch s výhodami vysokého zisku, širokej šírky pásma, nízkeho šumu a vysokého saturačného výstupného výkonu atď. Avšak v systémoch DWDM, charakteristiky zosilnenia vlnovej dĺžky erbiom dopovaného vláknového zosilňovača (EDFA) nie sú ploché, čo spôsobí, že výkon (pomer optického signálu k šumu) každého optického kanála systému bude vážne nerovnaký a kanály, ktoré sa odchyľujú od zisku peak will Kanály, ktoré sa odchyľujú od maxima zisku, budú detekované nesprávne, čo bude mať vážny dopad na výkon systému. Preto v diaľkových sieťach DWDM sú zosilňovače vlákien dopované erbiom (EDFA) zvyčajne inštalované vo vláknových vedeniach v určitých intervalových vzdialenostiach a počet EDFA používaných v určitej oblasti je zvyčajne obmedzený typom vlákna, počtom kanálov, vzdialenosť prenosu dát a povolená hodnota pomeru optického signálu k šumu.
Široké používanie zosilňovača vlákna dopovaného erbiom (EDFA) do značnej miery vyriešilo problém straty prenosu vysokorýchlostných optických komunikačných systémov, ale rozptyl vlákien je tiež jedným z hlavných faktorov obmedzujúcich vzdialenosť prenosu a komunikačnú kapacitu prenosových systémov s optickými vláknami. , tedaDWDMsiete využívajú aj disperzný kompenzátor (DCM), disperzný kompenzátor (DCM) sa používa hlavne na kompenzáciu rozptylu materiálu a rozptylu vlnovodu v optických vedeniach. disperzia. Treba poznamenať, že disperzný kompenzátor (DCM) v sieťach DWDM tiež spôsobuje určitý útlm vlákna vo vláknovej linke a musí sa použiť v spojení s erbiom dopovaným vláknovým zosilňovačom (EDFA).
