Tät våglängdsmultiplexering (DWDM) system är en viktig del av moderna långväga stamnät och storstadsnätverk. I applikationer för långdistansöverföring är fiberdämpning och spridning de viktigaste faktorerna som påverkar optisk signalöverföring, så aktiva enheter som Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) och Dispersion Compensator (DCM) används vanligtvis i DWDM-system (Dense Wavelength Division Multiplexing). för att säkerställa kvaliteten på fiberöverföringen.
Fiberdämpning och dispersion
Optisk signal i överföringsprocessen kommer att påverkas av en mängd olika faktorer, inklusive typen av fiber, specifika applikationer etc., varav fiberdämpning och spridning är en viktig faktor som direkt påverkar kvaliteten på optisk signalöverföring.
Optisk fiberdämpning är processen för optisk signalöverföring i fibern, dess kraft med ökningen av överföringsavståndet i form av exponentiellt förfall. De huvudsakliga faktorerna som orsakar fiberdämpning är: inneboende, böjning, extrudering, föroreningar, inhomogenitet, dockning, etc. Inneboende är den inneboende förlusten av fibern, inklusive Rayleigh-spridning, inneboende absorption, etc.; böjning är den fiberböjande delen av ljuset kommer att spridas på grund av förlust; extrudering är att fibern kläms av förlusten som orsakas av mikroböjning; orenheter är fiberföroreningar i absorption och spridning av optiska signaler orsakade av förlust; inhomogenitet är fibermaterialets brytningsindex för förlusten orsakad av ojämn; dockning är förlusten av fiberdockning. I DWDM-system bestämmer fiberdämpningen till stor del systemets överföringsavstånd.
Den optiska signalen som sänds i optisk fiber är sammansatt av olika frekvenskomponenter och olika modkomponenter, som har olika utbredningshastigheter, och dessa kommer att orsaka förändringar i formen av pulsvågformen, vilket är dispersion, fiberdispersion inkluderar vanligtvis moddispersion, materialdispersion och vågledardispersion. Modspridning är den spridning som orsakas av de olika tangentiella komponenterna av transmissionskonstanterna och olika grupphastigheter för varje mod av fibern vid samma våglängd under multimodstransmission; materialspridning orsakas av fibermaterialets egna egenskaper; vågledarspridning orsakas av den optiska vågledaren i fibern. För multimodfiber är den totala spridningen lika med summan av de tre; för singelmodsfiber, eftersom det bara finns ett överföringsläge, är den totala spridningen summan av materialspridning och vågledarspridning.
Som nämnts ovan har fiberdämpning och dispersion en betydande inverkan på prestanda hos DWDM-system, och för att minimera dessa effekter används ofta erbiumdopade fiberförstärkare (EDFA) och dispersionskompensatorer (DCM) för att kompensera för fiberförlust och -dispersion.
Erbiumdopad fiberförstärkare (EDFA) är en optisk enhet som direkt förstärker optiska signaler i fiberoptiska kommunikationssystem, med fördelarna med hög förstärkning, bred bandbredd, lågt brus och hög mättnadsutgångseffekt, etc. Men i DWDM-system, våglängdsförstärkningsegenskaperna för en erbiumdopad fiberförstärkare (EDFA) är inte platta, vilket kommer att göra att effekten (optiskt signal-brusförhållande) för varje optisk kanal i systemet blir allvarligt ojämlik, och kanaler som avviker från förstärkningen peak will De kanaler som avviker från förstärkningstoppen kommer att detekteras felaktigt, vilket resulterar i en allvarlig påverkan på systemets prestanda. Därför, i långdistans-DWDM-nätverk, installeras erbiumdopade fiberförstärkare (EDFA) vanligtvis i fiberlinjer med vissa intervallavstånd, och antalet EDFA:er som används i ett visst område är vanligtvis begränsat av fibertypen, antalet kanaler, dataöverföringsavstånd och det tillåtna optiska signal-brusförhållandet.
Den utbredda användningen av erbiumdopad fiberförstärkare (EDFA) har till stor del löst överföringsförlustproblemet för höghastighets fiberoptiska kommunikationssystem, men fiberspridning är också en av huvudfaktorerna som begränsar reläavståndet och kommunikationskapaciteten hos fiberoptiska överföringssystem , alltsåDWDMnätverk använder också dispersion compensator (DCM), dispersion compensator (DCM) används främst för att kompensera för materialspridning och vågledardispersion i fiberoptiska linjer. dispersion. Det bör noteras att dispersionskompensatorn (DCM) i DWDM-nätverk också orsakar viss fiberdämpning i fiberlinjen och måste användas tillsammans med en erbiumdopad fiberförstärkare (EDFA).
