Tett bølgelengdedelingsmultipleksing (DWDM) systemer er en viktig del av moderne langdistanse ryggradsnettverk og storbynettverk. I langdistanseoverføringsapplikasjoner er fiberdempning og spredning hovedfaktorene som påvirker optisk signaloverføring, så aktive enheter som Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) og Dispersion Compensator (DCM) brukes ofte i DWDM-systemer (Dense Wavelength Division Multiplexing). for å sikre kvaliteten på fiberoverføringen.
Fiberdempning og spredning
Optisk signal i overføringsprosessen vil bli påvirket av en rekke faktorer, inkludert type fiber, spesifikke applikasjoner, etc., hvorav fiberdempning og spredning er en viktig faktor som direkte påvirker kvaliteten på optisk signaloverføring.
Optisk fiberdempning er prosessen med optisk signaloverføring i fiberen, dens kraft med økningen i overføringsavstand i form av eksponentiell forfall. Hovedfaktorene som forårsaker fiberdempning er: indre, bøying, ekstrudering, urenheter, inhomogenitet, dokking, etc. Iboende er det iboende tapet av fiberen, inkludert Rayleigh-spredning, iboende absorpsjon, etc.; bøying er fiberbøyningsdelen av lyset vil bli spredt på grunn av tap; ekstrudering er at fiberen blir klemt av tapet forårsaket av mikrobøyning; urenheter er fiberurenheter i absorpsjon og spredning av optiske signaler forårsaket av tap; inhomogenitet er fibermaterialets brytningsindeks for tapet forårsaket av ujevn; dokking er tap av fiberdokking. I DWDM-system bestemmer fiberdempningen i stor grad overføringsavstanden til systemet.
Det optiske signalet som overføres i optisk fiber er sammensatt av forskjellige frekvenskomponenter og forskjellige moduskomponenter, som har forskjellige forplantningshastigheter, og disse vil forårsake endringer i formen til pulsbølgeformen, som er spredning, fiberspredning inkluderer vanligvis modusspredning, materialspredning og bølgelederspredning. Modusdispersjon er spredningen forårsaket av de forskjellige tangentielle komponentene til overføringskonstantene og forskjellige gruppehastigheter for hver modus av fiberen ved samme bølgelengde under multimodusoverføring; materialspredning er forårsaket av fibermaterialets egne egenskaper; bølgelederspredning er forårsaket av den optiske bølgelederen i fiberen. For multimodusfiber er den totale dispersjonen lik summen av de tre; for enkeltmodusfiber, fordi det bare er én overføringsmodus, er den totale spredningen summen av materialspredning og bølgelederdispersjon.
Som nevnt ovenfor har fiberdempning og spredning en betydelig innvirkning på ytelsen til DWDM-systemer, og for å minimere disse effektene brukes ofte erbium-dopet fiberforsterkere (EDFA) og dispersjonskompensatorer (DCM) for å kompensere for fibertap og spredning.
Erbium-dopet fiberforsterker (EDFA) er en optisk enhet som direkte forsterker optiske signaler i fiberoptiske kommunikasjonssystemer, med fordelene med høy forsterkning, bred båndbredde, lav støy og høy metningsutgangseffekt, etc. Men i DWDM-systemer, bølgelengdeforsterkningskarakteristikkene til erbium-dopet fiberforsterker (EDFA) er ikke flate, noe som vil føre til at effekten (optisk signal-til-støyforhold) til hver optiske kanal i systemet blir alvorlig ulik, og kanaler som avviker fra forsterkningen peak will Kanalene som avviker fra gain peak vil bli oppdaget feil, noe som resulterer i en alvorlig innvirkning på systemets ytelse. Derfor, i langdistanse DWDM-nettverk, er erbium-dopet fiberforsterkere (EDFA) vanligvis installert i fiberlinjer med visse intervallavstander, og antallet EDFA-er som brukes i et bestemt område er vanligvis begrenset av fibertypen, antall kanaler, dataoverføringsavstand og den tillatte verdien for optisk signal-til-støyforhold.
Den utbredte bruken av erbium-dopet fiberforsterker (EDFA) har i stor grad løst problemet med overføringstap i høyhastighets fiberoptiske kommunikasjonssystemer, men fiberspredning er også en av hovedfaktorene som begrenser reléavstanden og kommunikasjonskapasiteten til fiberoptiske overføringssystemer. , såDWDMnettverk bruker også dispersjonskompensator (DCM), dispersjonskompensator (DCM) brukes hovedsakelig for å kompensere for materialspredning og bølgelederdispersjon i fiberoptiske linjer. spredning. Det skal bemerkes at dispersjonskompensatoren (DCM) i DWDM-nettverk også forårsaker noe fiberdempning i fiberlinjen, og må brukes sammen med en erbium-dopet fiberforsterker (EDFA).
