Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) son una parte importante de las modernas redes troncales de larga distancia y las redes metropolitanas. En las aplicaciones de transmisión de larga distancia, la atenuación y la dispersión de la fibra son los factores principales que afectan la transmisión de la señal óptica, por lo que los dispositivos activos como el amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) y el compensador de dispersión (DCM) se usan comúnmente en los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM). para garantizar la calidad de la transmisión de fibra.
Atenuación y dispersión de fibra
La señal óptica en el proceso de transmisión se verá afectada por una variedad de factores, incluido el tipo de fibra, las aplicaciones específicas, etc., de los cuales, la atenuación y dispersión de la fibra es un factor importante que afecta directamente la calidad de la transmisión de la señal óptica.
La atenuación de la fibra óptica es el proceso de transmisión de la señal óptica en la fibra, su potencia con el aumento de la distancia de transmisión en forma de caída exponencial. Los principales factores que causan la atenuación de la fibra son: intrínsecos, flexión, extrusión, impurezas, falta de homogeneidad, acoplamiento, etc. Intrínsecos es la pérdida inherente de la fibra, incluida la dispersión de Rayleigh, la absorción inherente, etc.; la flexión es la fibra que dobla la parte de la luz que se dispersará debido a la pérdida; la extrusión es la fibra exprimida por la pérdida causada por la microflexión; las impurezas son las impurezas de la fibra en la absorción y dispersión de señales ópticas causadas por la pérdida; la falta de homogeneidad es el índice de refracción del material de fibra de la pérdida causada por desigual; acoplamiento es la pérdida de acoplamiento de fibra. En el sistema DWDM, la atenuación de la fibra determina en gran medida la distancia de transmisión del sistema.
La señal óptica transmitida en fibra óptica se compone de diferentes componentes de frecuencia y diferentes componentes de modo, que tienen diferentes velocidades de propagación, y esto causará cambios en la forma de la forma de onda del pulso, que es dispersión, la dispersión de fibra generalmente incluye dispersión de modo, dispersión de material y dispersión de guía de ondas. La dispersión de modo es la dispersión causada por las diferentes componentes tangenciales de las constantes de transmisión y las diferentes velocidades de grupo de cada modo de la fibra a la misma longitud de onda durante la transmisión multimodo; la dispersión del material es provocada por las propias características del material fibroso; La dispersión de la guía de ondas es causada por la guía de ondas óptica en la fibra. Para fibra multimodo, la dispersión total es igual a la suma de las tres; para fibra monomodo, debido a que solo hay un modo de transmisión, la dispersión total es la suma de la dispersión del material y la dispersión de la guía de ondas.
Como se mencionó anteriormente, la atenuación y la dispersión de la fibra tienen un impacto significativo en el rendimiento de los sistemas DWDM y, para minimizar estos efectos, a menudo se utilizan amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) y compensadores de dispersión (DCM) para compensar la pérdida y la dispersión de la fibra.
El amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) es un dispositivo óptico que amplifica directamente las señales ópticas en los sistemas de comunicación de fibra óptica, con las ventajas de alta ganancia, ancho de banda amplio, bajo ruido y potencia de salida de alta saturación, etc. Sin embargo, en los sistemas DWDM, Las características de ganancia de longitud de onda del amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) no son planas, lo que hará que la potencia (relación señal/ruido óptica) de cada canal óptico del sistema sea muy desigual y los canales que se desvíen de la ganancia Los canales que se desvían del pico de ganancia se detectarán incorrectamente, lo que tendrá un impacto grave en el rendimiento del sistema. Por lo tanto, en las redes DWDM de larga distancia, los amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA) generalmente se instalan en líneas de fibra a ciertas distancias de intervalo, y la cantidad de EDFA utilizados en un área determinada generalmente está limitada por el tipo de fibra, la cantidad de canales, la distancia de transmisión de datos y el valor de relación señal/ruido óptico permitido.
El uso generalizado del amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) ha resuelto en gran medida el problema de pérdida de transmisión de los sistemas de comunicación de fibra óptica de alta velocidad, pero la dispersión de la fibra también es uno de los principales factores que limitan la distancia de transmisión y la capacidad de comunicación de los sistemas de transmisión de fibra óptica. , asi queDWDMLas redes también utilizan un compensador de dispersión (DCM), el compensador de dispersión (DCM) se utiliza principalmente para compensar la dispersión del material y la dispersión de la guía de ondas en las líneas de fibra óptica. dispersión. Cabe señalar que el compensador de dispersión (DCM) en las redes DWDM también provoca cierta atenuación de fibra en la línea de fibra y debe usarse junto con un amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA).
