Dichte golflengteverdeling multiplexen (DWDM)-systemen vormen een belangrijk onderdeel van moderne langeafstands-backbonenetwerken en grootstedelijke netwerken. Bij langeafstandstransmissietoepassingen zijn vezelverzwakking en -dispersie de belangrijkste factoren die de optische signaaloverdracht beïnvloeden, dus actieve apparaten zoals Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) en Dispersion Compensator (DCM) worden vaak gebruikt in Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) -systemen om de kwaliteit van vezeltransmissie te verzekeren.
Vezelverzwakking en dispersie
Optisch signaal in het transmissieproces wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder het type vezel, specifieke toepassingen, enz., waarvan vezelverzwakking en -dispersie een belangrijke factor is die rechtstreeks van invloed is op de kwaliteit van optische signaaloverdracht.
Optische vezelverzwakking is het proces van optische signaaloverdracht in de vezel, het vermogen ervan met de toename van de transmissieafstand in de vorm van exponentieel verval. De belangrijkste factoren die vezelverzwakking veroorzaken zijn: intrinsiek, buiging, extrusie, onzuiverheden, inhomogeniteit, docking, enz. Intrinsiek is het inherente verlies van de vezel, inclusief Rayleigh-verstrooiing, inherente absorptie, enz.; buigen is de vezel buigende deel van het licht zal worden verstrooid als gevolg van verlies; extrusie is dat de vezel wordt geperst door het verlies veroorzaakt door microbuigen; onzuiverheden is de vezelonzuiverheden in de absorptie en verstrooiing van optische signalen veroorzaakt door verlies; inhomogeniteit is de brekingsindex van het vezelmateriaal van het verlies veroorzaakt door ongelijkmatig; docking is het verlies van glasvezeldocking. In het DWDM-systeem bepaalt de vezeldemping grotendeels de transmissieafstand van het systeem.
Het optische signaal dat in optische vezels wordt verzonden, is samengesteld uit verschillende frequentiecomponenten en verschillende moduscomponenten, die verschillende voortplantingssnelheden hebben, en deze zullen veranderingen in de vorm van de pulsgolfvorm veroorzaken, die dispersie is, vezeldispersie omvat over het algemeen modusdispersie, materiaaldispersie en golfgeleiderdispersie. Mode-dispersie is de dispersie die wordt veroorzaakt door de verschillende tangentiële componenten van de transmissieconstanten en verschillende groepssnelheden van elke modus van de vezel op dezelfde golflengte tijdens multimode-transmissie; materiaalverspreiding wordt veroorzaakt door de eigen eigenschappen van het vezelmateriaal; golfgeleiderdispersie wordt veroorzaakt door de optische golfgeleider in de vezel. Voor multimode-vezel is de totale spreiding gelijk aan de som van de drie; voor single-mode vezel, omdat er slechts één transmissiemodus is, is de totale dispersie de som van materiaaldispersie en golfgeleiderdispersie.
Zoals hierboven vermeld, hebben vezelverzwakking en -dispersie een aanzienlijke invloed op de prestaties van DWDM-systemen en om deze effecten te minimaliseren, worden erbium-gedoteerde vezelversterkers (EDFA's) en dispersiecompensatoren (DCM's) vaak gebruikt om vezelverlies en -dispersie te compenseren.
Erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) is een optisch apparaat dat optische signalen in vezeloptische communicatiesystemen direct versterkt, met de voordelen van hoge versterking, brede bandbreedte, weinig ruis en hoog verzadigingsvermogen, enz. In DWDM-systemen, de golflengteversterkingskenmerken van erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) zijn niet vlak, waardoor het vermogen (optische signaal-ruisverhouding) van elk optisch kanaal van het systeem ernstig ongelijk zal zijn en kanalen die afwijken van de versterking peak will De kanalen die afwijken van de gain peak zullen onjuist worden gedetecteerd, wat een ernstige impact heeft op de systeemprestaties. Daarom worden erbium-gedoteerde glasvezelversterkers (EDFA's) in lange-afstands-DWDM-netwerken meestal geïnstalleerd in glasvezellijnen op bepaalde intervalafstanden, en het aantal EDFA's dat in een bepaald gebied wordt gebruikt, wordt meestal beperkt door het type glasvezel, het aantal kanalen, datatransmissieafstand en de toegestane optische signaal-ruisverhouding.
Het wijdverbreide gebruik van erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) heeft het transmissieverliesprobleem van snelle glasvezelcommunicatiesystemen grotendeels opgelost, maar vezelverspreiding is ook een van de belangrijkste factoren die de relaisafstand en communicatiecapaciteit van glasvezeltransmissiesystemen beperken , dusDWDMnetwerken gebruiken ook dispersiecompensator (DCM), dispersiecompensator (DCM) wordt voornamelijk gebruikt om materiaaldispersie en golfgeleiderdispersie in glasvezellijnen te compenseren. spreiding. Opgemerkt moet worden dat de dispersiecompensator (DCM) in DWDM-netwerken ook enige vezelverzwakking in de vezellijn veroorzaakt en moet worden gebruikt in combinatie met een met erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA).
