Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)-Systeme sind ein wichtiger Bestandteil moderner Langstrecken-Backbone-Netze und Stadtnetze. In Langstrecken-Übertragungsanwendungen sind Faserdämpfung und Dispersion die Hauptfaktoren, die die optische Signalübertragung beeinflussen, daher werden aktive Geräte wie Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA) und Dispersionskompensatoren (DCM) üblicherweise in DWDM-Systemen (Dense Wavelength Division Multiplexing) verwendet um die Qualität der Glasfaserübertragung sicherzustellen.
Faserdämpfung und Dispersion
Das optische Signal im Übertragungsprozess wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, einschließlich des Fasertyps, spezifischer Anwendungen usw., von denen die Faserdämpfung und -dispersion ein wichtiger Faktor ist, der sich direkt auf die Qualität der optischen Signalübertragung auswirkt.
Lichtwellenleiterdämpfung ist der Vorgang der optischen Signalübertragung in der Faser, dessen Leistung mit zunehmender Übertragungsdistanz in Form eines exponentiellen Abfalls entsteht. Die Hauptfaktoren, die eine Faserdämpfung verursachen, sind: intrinsisch, Biegung, Extrusion, Verunreinigungen, Inhomogenität, Andocken usw. Intrinsisch ist der inhärente Verlust der Faser, einschließlich Rayleigh-Streuung, inhärente Absorption usw.; Biegung ist die Faserbiegung Teil des Lichts wird aufgrund von Verlusten gestreut; Extrusion bedeutet, dass die Faser durch den durch Mikrobiegung verursachten Verlust gequetscht wird; Verunreinigungen sind die Faserverunreinigungen bei der Absorption und Streuung von optischen Signalen, die durch Verluste verursacht werden; Inhomogenität ist der Brechungsindex des Fasermaterials des Verlusts, der durch ungleichmäßige verursacht wird; Docking ist der Verlust des Glasfaser-Docking. In DWDM-Systemen bestimmt die Faserdämpfung weitgehend die Übertragungsentfernung des Systems.
Das in Glasfasern übertragene optische Signal besteht aus verschiedenen Frequenzkomponenten und verschiedenen Modenkomponenten, die unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten haben, und diese verursachen Änderungen in der Form der Impulswellenform, die Dispersion ist, Faserdispersion umfasst im Allgemeinen Modendispersion, Materialdispersion und Wellenleiterdispersion. Modendispersion ist die Dispersion, die durch die unterschiedlichen tangentialen Komponenten der Übertragungskonstanten und unterschiedliche Gruppengeschwindigkeiten jedes Modes der Faser bei derselben Wellenlänge während einer Mehrmodenübertragung verursacht wird; Materialdispersion wird durch die eigenen Eigenschaften des Fasermaterials verursacht; Wellenleiterdispersion wird durch den Lichtwellenleiter in der Faser verursacht. Bei Multimode-Fasern ist die Gesamtdispersion gleich der Summe der drei; Da es bei Singlemode-Fasern nur einen Übertragungsmodus gibt, ist die Gesamtdispersion die Summe aus Materialdispersion und Wellenleiterdispersion.
Wie oben erwähnt, haben Faserdämpfung und -dispersion einen erheblichen Einfluss auf die Leistung von DWDM-Systemen, und um diese Effekte zu minimieren, werden häufig Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFAs) und Dispersionskompensatoren (DCMs) verwendet, um Faserverluste und -dispersion zu kompensieren.
Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) ist ein optisches Gerät, das optische Signale in faseroptischen Kommunikationssystemen direkt verstärkt, mit den Vorteilen von hoher Verstärkung, großer Bandbreite, geringem Rauschen und hoher Sättigungsausgangsleistung usw. In DWDM-Systemen jedoch Die Wellenlängen-Verstärkungseigenschaften von Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) sind nicht flach, was dazu führt, dass die Leistung (optischer Signal-Rausch-Abstand) jedes optischen Kanals des Systems ernsthaft ungleich ist und Kanäle von der Verstärkung abweichen Peak wird Die Kanäle, die von der Verstärkungsspitze abweichen, werden falsch erkannt, was zu einer ernsthaften Beeinträchtigung der Systemleistung führt. Daher werden in Langstrecken-DWDM-Netzen normalerweise Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFAs) in Glasfaserleitungen in bestimmten Intervallabständen installiert, und die Anzahl der in einem bestimmten Bereich verwendeten EDFAs ist normalerweise durch den Fasertyp, die Anzahl der Kanäle, Datenübertragungsentfernung und der zulässige Wert des optischen Signal-Rausch-Verhältnisses.
Die weit verbreitete Verwendung von Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) hat das Übertragungsverlustproblem von Hochgeschwindigkeits-Glasfaser-Kommunikationssystemen weitgehend gelöst, aber die Faserdispersion ist auch einer der Hauptfaktoren, die die Relaisentfernung und die Kommunikationskapazität von Glasfaser-Übertragungssystemen begrenzen , AlsoDWDMNetzwerke verwenden auch Dispersionskompensator (DCM), Dispersionskompensator (DCM) wird hauptsächlich verwendet, um Materialdispersion und Wellenleiterdispersion in Glasfaserleitungen zu kompensieren. Streuung. Es sollte beachtet werden, dass der Dispersionskompensator (DCM) in DWDM-Netzwerken auch eine gewisse Faserdämpfung in der Faserleitung verursacht und in Verbindung mit einem Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA) verwendet werden muss.
