DWDM és una tecnologia de transmissió en comunicacions de fibra òptica. Utilitza una fibra òptica per transmetre múltiples senyals de portadora òptica de diferents longituds d'ona alhora, i divideix el rang de longitud d'ona utilitzat per la fibra òptica en diversos canals. El canal transmet senyals òptics. Per tant, DWDM ha millorat molt la capacitat de transmissió del sistema de comunicació òptica. L'aparició de l'amplificador de fibra dopada amb Erbi (EDFA) fa que la transmissió del senyal òptic DWDM sigui més llunyana.
1. Introducció al principi d'EDFA
L'erbi (Er) és un element de terres rares. Quan es fa una fibra òptica, s'afegeix una certa proporció d'element d'erbi per formar una fibra òptica dopada amb erbi, que té l'efecte d'amplificació. Els ions d'erbi tenen tres nivells d'energia de treball: E1, E2 i E3. Entre ells, E1 té el nivell d'energia més baix i s'anomena estat fonamental; E2 és l'estat metaestable; E3 té el nivell d'energia més alt i es converteix en l'estat excitat. En el cas de no ser excitat per cap llum, es troba al nivell energètic més baix E1. Quan s'utilitza el làser de la font de llum de bombeig per excitar contínuament la fibra dopada amb erbi, les partícules en l'estat fonamental saltaran a un nivell d'energia més alt quan guanyin energia. Si passa d'E1 a E3, ja que la partícula és inestable al nivell d'energia d'E3, passarà ràpidament al nivell d'energia metaestable sense radiació, i la vida de la partícula a aquest nivell d'energia és relativament llarga, a causa de la bomba. font de llum Amb una excitació contínua, el nombre de partícules al nivell d'energia E2 continuarà augmentant, mentre que el nombre de partícules al nivell d'energia E1 disminuirà. Quan l'energia fotònica del senyal òptic d'entrada és exactament igual a la diferència de nivell d'energia entre E2 i E1, les partícules en estat metaestable passaran a l'estat fonamental en forma de radiació estimulada i irradien els mateixos fotons que els fotons. en el senyal òptic d'entrada, augmentant així molt el nombre de fotons, fent que la llum del senyal d'entrada es converteixi en una sortida forta a la fibra dopada amb erbi. El senyal òptic realitza l'amplificació directa de la llum.
Per descomptat, això també té certs requisits sobre la longitud d'ona de treball de la font de llum de la bomba. La figura anterior mostra l'espectre d'absorció dels ions d'erbi, a partir del qual es pot veure que hi ha bandes d'absorció a longituds d'ona de 650 nm, 800 nm, 980 nm i 1480 nm, i que es poden utilitzar en aquestes bandes de freqüència. Es considera com la longitud d'ona de treball de la font de llum de la bomba EDFA. Tanmateix, després de comparar factors com ara l'eficiència, els làsers semiconductors de 980 nm i 1480 nm són més adequats com a fonts de llum de bombeig per aEDFA. En comparació amb 1480nm, 980nm té un gran guany i un baix soroll, i actualment és la longitud d'ona de bombeig preferida per als amplificadors de fibra. Hi ha molts tipus de mètodes de bombeig utilitzats a EDFA. S'anomena principalment si la sortida d'energia de la font de llum de la bomba s'injecta a la fibra dopada amb erbi en la mateixa direcció que l'energia del senyal òptic d'entrada. Es pot dividir en bombeig cap endavant i bombeig cap enrere. manera, i dues vies de bombament.
El mètode de bombeig bidireccional té els avantatges del bombeig cap endavant i el bombeig invers, de manera que aquest mètode no només pot fer que la llum de la bomba es distribueixi uniformement a la fibra òptica, sinó també des de la perspectiva de la potència de sortida, la potència de sortida del bombeig únic és de 14 dBm i la potència de sortida del bombeig bidireccional és de 14 dBm. La bomba pot arribar a l 7dBm. A més, el bombeig bidireccional té la millor eficiència d'amplificació i el bombeig codireccional té el menor soroll.
2. Aplicació d'EDFA al sistema DWDM
2.1. EDFA s'utilitza com a preamplificador
A l'extrem receptor de la multiplexació per divisió de longitud d'ona, per compensar la pèrdua d'inserció del demultiplexor i la disminució de la sensibilitat del receptor a causa de l'augment de la velocitat, s'ha de configurar un preamplificador òptic de baix soroll abans del demultiplexor. A l'extrem receptor, EDFA s'utilitza com a preamplificador per a PIN i APD. Quan la velocitat del canal és tan alta com 2,5 Gbit/s, en comparació amb cap preamplificador òptic, la sensibilitat del receptor es pot augmentar unes 10 vegades.
2.2. EDFA s'utilitza com a amplificador de reforç
EDFA s'utilitza com a amplificador de reforç, que té els avantatges d'una gran potència de sortida, una sortida estable, un baix soroll, una banda de freqüència de guany àmplia i un seguiment fàcil. Es col·loca al transmissor òptic per amplificar directament el senyal del transmissor òptic. Els amplificadors de potència es poden utilitzar sols o combinats. Després de ser amplificada per EDFA, la potència de sortida de l'extrem d'enviament es pot augmentar aproximadament un ordre de magnitud, la qual cosa millora molt la potència que entra a la fibra.
2.3. EDFA s'utilitza com a amplificador de línia
En els sistemes de comunicació òptica, la dispersió i la pèrdua limiten la distància i la capacitat de comunicació. Per tal de reduir la influència de la dispersió, es pot realitzar una compensació de dispersió. Després d'afegir la fibra compensadora de dispersió, l'atenuació d'inserció augmenta significativament, de manera que l'atenuació d'inserció s'ha de compensar amb un amplificador òptic. UtilitzantEDFAcom a amplificador de línia pot augmentar significativament la distància de regeneració i també pot substituir els costosos repetidors òptics.
3. Conclusió
DWDM és un mètode de multiplexació especial en el sistema de comunicació de fibra òptica. Aquest mètode pot aprofitar al màxim l'àmplia àrea de baixes pèrdues de la fibra òptica i pot duplicar fàcilment l'augment sense canviar les línies de comunicació de fibra òptica instal·lades existents. La capacitat dels sistemes de comunicació de fibra òptica. Ara EDFA i DWDM s'han convertit en el corrent principal del desenvolupament de xarxes de comunicació de fibra òptica d'alta velocitat, representant una nova generació de tecnologia de comunicació de fibra òptica.
