Husté multiplexování s dělením vlnových délek (DWDM) systémy jsou důležitou součástí moderních dálkových páteřních sítí a metropolitních sítí. V aplikacích dálkového přenosu jsou útlum a disperze vláken hlavními faktory ovlivňujícími přenos optického signálu, takže aktivní zařízení, jako jsou zesilovače vláken dopovaných erbiem (EDFA) a kompenzátory disperze (DCM), se běžně používají v systémech DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). pro zajištění kvality přenosu vláken.
Útlum a rozptyl vláken
Optický signál v procesu přenosu bude ovlivněn řadou faktorů, včetně typu vlákna, specifických aplikací atd., z nichž útlum a disperze vlákna jsou důležitým faktorem, který přímo ovlivňuje kvalitu přenosu optického signálu.
Útlum optického vlákna je proces přenosu optického signálu ve vláknu, jeho výkon se zvětšováním přenosové vzdálenosti ve formě exponenciálního poklesu. Hlavní faktory, které způsobují útlum vlákna, jsou: vlastní, ohyb, vytlačování, nečistoty, nehomogenita, dokování atd. Vlastní je vlastní ztráta vlákna, včetně Rayleighova rozptylu, vlastní absorpce atd.; ohýbání je ohyb vlákna část světla bude rozptýlena v důsledku ztráty; extruze je vlákno stlačeno ztrátou způsobenou mikroohybem; nečistoty jsou nečistoty vláken při absorpci a rozptylu optických signálů způsobené ztrátou; nehomogenita je index lomu vláknitého materiálu ztráty způsobené nerovnoměrností; dokování je ztráta dokování vláken. V systému DWDM útlum vlákna do značné míry určuje přenosovou vzdálenost systému.
Optický signál přenášený v optickém vláknu se skládá z různých frekvenčních složek a různých režimových složek, které mají různé rychlosti šíření, a ty způsobí změny tvaru pulsní vlny, což je disperze, vláknová disperze obecně zahrnuje vidovou disperzi, disperzi materiálu a vlnovodná disperze. Vidová disperze je disperze způsobená různými tangenciálními složkami přenosových konstant a různými skupinovými rychlostmi každého vidu vlákna při stejné vlnové délce během vícevidového přenosu; rozptyl materiálu je způsoben vlastními vlastnostmi vláknitého materiálu; rozptyl vlnovodu je způsoben optickým vlnovodem ve vláknu. Pro vícevidové vlákno je celková disperze rovna součtu tří; pro jednovidové vlákno, protože existuje pouze jeden přenosový režim, je celkový rozptyl součtem rozptylu materiálu a rozptylu vlnovodu.
Jak již bylo zmíněno výše, útlum a disperze vláken mají významný dopad na výkon DWDM systémů a pro minimalizaci těchto vlivů se často používají erbiem dopované vláknové zesilovače (EDFA) a disperzní kompenzátory (DCM) pro kompenzaci ztráty a rozptylu vlákna.
Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA) je optické zařízení, které přímo zesiluje optické signály v optických komunikačních systémech s výhodami vysokého zisku, široké šířky pásma, nízkého šumu a vysokého výstupního výkonu při saturaci atd. V systémech DWDM však charakteristika zesílení vlnové délky erbiem dopovaného vláknového zesilovače (EDFA) není plochá, což způsobí, že výkon (poměr optického signálu k šumu) každého optického kanálu systému bude vážně nestejný a kanály, které se odchylují od zisku peak will Kanály, které se odchylují od maxima zisku, budou detekovány nesprávně, což bude mít vážný dopad na výkon systému. Proto se v dálkových DWDM sítích obvykle instalují erbiem dopované vláknové zesilovače (EDFA) do vláknových linek v určitých intervalových vzdálenostech a počet EDFA použitých v určité oblasti je obvykle omezen typem vlákna, počtem kanálů, vzdálenost přenosu dat a povolená hodnota poměru optického signálu k šumu.
Široké použití erbiem dopovaného vláknového zesilovače (EDFA) do značné míry vyřešilo problém ztráty přenosu u vysokorychlostních optických komunikačních systémů, ale rozptyl vláken je také jedním z hlavních faktorů omezujících vzdálenost přenosu a komunikační kapacitu přenosových systémů z optických vláken. , takDWDMsítě také používají disperzní kompenzátor (DCM), disperzní kompenzátor (DCM) se používá hlavně pro kompenzaci disperze materiálu a rozptylu vlnovodu v optických vedeních. disperze. Je třeba poznamenat, že disperzní kompenzátor (DCM) v sítích DWDM také způsobuje určitý útlum vlákna ve vláknové lince a musí být použit ve spojení s erbiem dopovaným vláknovým zesilovačem (EDFA).
