Multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM) i sistemi sono una parte importante delle moderne reti dorsali a lungo raggio e delle reti metropolitane. Nelle applicazioni di trasmissione a lungo raggio, l'attenuazione e la dispersione della fibra sono i principali fattori che influenzano la trasmissione del segnale ottico, quindi dispositivi attivi come l'amplificatore in fibra drogata con erbio (EDFA) e il compensatore di dispersione (DCM) sono comunemente usati nei sistemi DWDM (Dens Wavelength Division Multiplexing) per garantire la qualità della trasmissione in fibra.
Attenuazione e dispersione delle fibre
Il segnale ottico nel processo di trasmissione sarà influenzato da una varietà di fattori, tra cui il tipo di fibra, applicazioni specifiche, ecc., di cui l'attenuazione e la dispersione della fibra è un fattore importante che influisce direttamente sulla qualità della trasmissione del segnale ottico.
L'attenuazione della fibra ottica è il processo di trasmissione del segnale ottico nella fibra, la sua potenza con l'aumento della distanza di trasmissione sotto forma di decadimento esponenziale. I principali fattori che causano l'attenuazione della fibra sono: intrinseco, flessione, estrusione, impurità, disomogeneità, aggancio, ecc. Intrinseca è la perdita intrinseca della fibra, compreso lo scattering di Rayleigh, l'assorbimento intrinseco, ecc.; la flessione è la parte di flessione della fibra della luce sarà dispersa a causa della perdita; l'estrusione è la fibra viene schiacciata dalla perdita causata dalla microflessione; le impurità sono le impurità della fibra nell'assorbimento e nella diffusione dei segnali ottici causate dalla perdita; la disomogeneità è l'indice di rifrazione del materiale fibroso della perdita causata dall'irregolarità; docking è la perdita di docking in fibra. Nel sistema DWDM, l'attenuazione della fibra determina in gran parte la distanza di trasmissione del sistema.
Il segnale ottico trasmesso nella fibra ottica è composto da diverse componenti di frequenza e diverse componenti modali, che hanno diverse velocità di propagazione e queste causeranno cambiamenti nella forma della forma d'onda dell'impulso, che è la dispersione, la dispersione della fibra generalmente include la dispersione della modalità, la dispersione del materiale e dispersione della guida d'onda. La dispersione modale è la dispersione causata dalle diverse componenti tangenziali delle costanti di trasmissione e dalle diverse velocità di gruppo di ciascuna modalità della fibra alla stessa lunghezza d'onda durante la trasmissione multimodale; la dispersione del materiale è causata dalle caratteristiche proprie del materiale in fibra; la dispersione della guida d'onda è causata dalla guida d'onda ottica nella fibra. Per la fibra multimodale, la dispersione totale è uguale alla somma delle tre; per la fibra monomodale, poiché esiste una sola modalità di trasmissione, la dispersione totale è la somma della dispersione del materiale e della dispersione della guida d'onda.
Come accennato in precedenza, l'attenuazione e la dispersione delle fibre hanno un impatto significativo sulle prestazioni dei sistemi DWDM e, per ridurre al minimo questi effetti, vengono spesso utilizzati amplificatori in fibra drogati con erbio (EDFA) e compensatori di dispersione (DCM) per compensare la perdita e la dispersione della fibra.
L'amplificatore in fibra drogata con erbio (EDFA) è un dispositivo ottico che amplifica direttamente i segnali ottici nei sistemi di comunicazione in fibra ottica, con i vantaggi di alto guadagno, ampia larghezza di banda, basso rumore e potenza di uscita ad alta saturazione, ecc. Tuttavia, nei sistemi DWDM, le caratteristiche di guadagno della lunghezza d'onda dell'amplificatore in fibra drogato con erbio (EDFA) non sono piatte, il che farà sì che la potenza (rapporto segnale-rumore ottico) di ciascun canale ottico del sistema sia gravemente disuguale e canali che deviano dal guadagno peak will I canali che deviano dal picco di guadagno verranno rilevati in modo errato, con un grave impatto sulle prestazioni del sistema. Pertanto, nelle reti DWDM a lungo raggio, gli amplificatori in fibra drogati con erbio (EDFA) sono solitamente installati nelle linee in fibra a determinate distanze di intervallo e il numero di EDFA utilizzati in una determinata area è solitamente limitato dal tipo di fibra, dal numero di canali, distanza di trasmissione dati e valore del rapporto segnale-rumore ottico consentito.
L'uso diffuso dell'amplificatore in fibra drogato con erbio (EDFA) ha ampiamente risolto il problema della perdita di trasmissione dei sistemi di comunicazione in fibra ottica ad alta velocità, ma la dispersione della fibra è anche uno dei principali fattori che limitano la distanza del relè e la capacità di comunicazione dei sistemi di trasmissione in fibra ottica , CosìDWDMle reti utilizzano anche il compensatore di dispersione (DCM), il compensatore di dispersione (DCM) viene utilizzato principalmente per compensare la dispersione del materiale e la dispersione della guida d'onda nelle linee in fibra ottica. dispersione. Va notato che il compensatore di dispersione (DCM) nelle reti DWDM provoca anche una certa attenuazione della fibra nella linea in fibra e deve essere utilizzato insieme a un amplificatore in fibra drogato con erbio (EDFA).
