DWDM on valokuituviestinnän siirtotekniikka. Se käyttää yhtä optista kuitua useiden eri aallonpituisten optisten kantoaaltojen signaalien lähettämiseen samanaikaisesti ja jakaa optisen kuidun käyttämän aallonpituusalueen useisiin kanavilla. Kanava lähettää optisia signaaleja. Siksi DWDM on parantanut huomattavasti optisen viestintäjärjestelmän lähetyskapasiteettia. Erbium-seostetun kuituvahvistimen ulkonäkö (EDFA) tekee DWDM-optisen signaalin lähetyksestä kauemmaksi.
1. Johdanto EDFA:n periaatteeseen
Erbium (Er) on harvinainen maametalli. Valokuitua valmistettaessa lisätään tietty määrä erbiumelementtiä muodostamaan erbium-seostettu optinen kuitu, jolla on vahvistusvaikutus. Erbium-ioneilla on kolme toimintaenergiatasoa: E1, E2 ja E3. Niistä E1:llä on alhaisin energiataso ja sitä kutsutaan perustilaksi; E2 on metastabiili tila; E3:lla on korkein energiataso ja siitä tulee jännittynyt tila. Jos mikään valo ei kiihdytä, se on alimmalla energiatasolla E1. Kun pumppaavan valonlähteen laserilla viritetään jatkuvasti erbium-seostettua kuitua, perustilassa olevat hiukkaset hyppäävät korkeammalle energiatasolle, kun ne saavat energiaa. Jos se siirtyy E1:stä E3:een, koska hiukkanen on epästabiili E3:n energiatasolla, se siirtyy nopeasti metastabiilille energiatasolle ilman säteilyä ja hiukkasen elinikä tällä energiatasolla on suhteellisen pitkä, johtuen pumpusta. valonlähde Jatkuvalla virityksellä E2-energiatason hiukkasten määrä jatkaa kasvuaan, kun taas E1-energiatason hiukkasten määrä vähenee. Kun optisen tulosignaalin fotonienergia on täsmälleen yhtä suuri kuin E2:n ja E1:n välinen energiatasoero, metastabiilissa tilassa olevat hiukkaset siirtyvät perustilaan stimuloidun säteilyn muodossa ja säteilevät samoja fotoneja kuin fotonit. optisessa tulosignaalissa, mikä lisää huomattavasti fotonien määrää, jolloin tulosignaalin valosta tulee voimakas ulostulo erbium-seostetussa kuidussa. Optinen signaali toteuttaa valon suoran vahvistuksen.
Tietysti tällä on myös tiettyjä vaatimuksia pumpun valonlähteen työaallonpituudelle. Yllä oleva kuva esittää erbiumionien absorptiospektriä, josta voidaan nähdä, että absorptiokaistoja on aallonpituuksilla 650nm, 800nm, 980nm ja 1480nm, ja niitä voidaan käyttää näillä taajuuskaistoilla. Sitä pidetään EDFA-pumppuvalonlähteen työaallonpituutena. Verrattaessa tekijöitä, kuten tehokkuutta, 980 nm ja 1480 nm puolijohdelaserit sopivat kuitenkin paremmin valonlähteiksiEDFA. Verrattuna 1480 nm:iin, 980 nm:llä on korkea vahvistus ja alhainen kohina, ja se on tällä hetkellä ensisijainen pumppausaallonpituus kuituvahvistimissa. EDFA:ssa käytetään monenlaisia pumppausmenetelmiä. Pääasiassa nimetään se, injektoidaanko pumpun valonlähteestä tuleva energia erbium-seostettuun kuituun samaan suuntaan kuin optisen tulosignaalin energia. Se voidaan jakaa eteenpäin- ja taaksepäin pumppaamiseen. ja kaksisuuntainen pumppaustapa.
Kaksisuuntaisella pumppausmenetelmällä on etu- ja käänteisen pumppauksen edut, joten tämä menetelmä ei voi vain saada pumpun valoa jakautumaan tasaisesti optiseen kuituun, vaan myös lähtötehon näkökulmasta yksittäisen pumppauksen lähtöteho on 14 dBm, ja kaksisuuntaisen pumppauksen lähtöteho on 14dBm. Pumppu voi saavuttaa l 7dBm. Lisäksi kaksisuuntaisella pumppauksella on paras vahvistustehokkuus, ja yhteissuuntaisella pumppauksella on alhaisin melu.
2. EDFA:n käyttö DWDM-järjestelmässä
2.1. EDFA:ta käytetään esivahvistimena
Aallonpituusjakoisen multipleksauksen vastaanottopäässä demultiplekserin lisäyshäviön ja vastaanottimen herkkyyden heikkenemisen kompensoimiseksi nopeuden kasvusta johtuen, matalakohinainen optinen esivahvistin on konfiguroitava ennen demultiplekseria. Vastaanottopäässä EDFA:ta käytetään PIN- ja APD-esivahvistimena. Kun kanavanopeus on jopa 2,5 Gbit/s verrattuna siihen, ettei optista esivahvistinta ole, vastaanottimen herkkyyttä voidaan kasvattaa noin 10 kertaa.
2.2. EDFA:ta käytetään lisävahvistimena
EDFA:ta käytetään tehostinvahvistimena, jonka etuna on suuri lähtöteho, vakaa lähtö, alhainen kohina, laaja vahvistustaajuusalue ja helppo valvonta. Se on sijoitettu optiseen lähettimeen vahvistamaan suoraan optisen lähettimen signaalia. Tehovahvistimia voidaan käyttää yksin tai yhdessä. EDFA-vahvistuksen jälkeen lähetyspään lähtötehoa voidaan lisätä noin suuruusluokkaa, mikä parantaa huomattavasti kuituun tulevaa tehoa.
2.3. EDFA:ta käytetään linjavahvistimena
Optisissa viestintäjärjestelmissä hajaantuminen ja häviö rajoittavat viestinnän etäisyyttä ja kapasiteettia. Dispersion vaikutuksen vähentämiseksi voidaan suorittaa dispersion kompensointi. Dispersiokompensoivan kuidun lisäämisen jälkeen välitysvaimennus kasvaa merkittävästi, joten lisäysvaimennus on kompensoitava optisella vahvistimella. KäyttämälläEDFAlinjavahvistimena voi merkittävästi lisätä regenerointietäisyyttä, ja se voi myös korvata kalliita optisia toistimia.
3. Johtopäätös
DWDM on erityinen multipleksointimenetelmä optisessa kuituviestintäjärjestelmässä. Tällä menetelmällä voidaan hyödyntää optisen kuidun laajaa pienihäviöistä aluetta täysimääräisesti ja se voi helposti kaksinkertaistaa lisäyksen muuttamatta olemassa olevia asennettuja valokuituviestintälinjoja. Kuituoptisten viestintäjärjestelmien kapasiteetti. Nyt EDFA:sta ja DWDM:stä on tullut nopeiden valokuituviestintäverkkojen kehittämisen valtavirta, joka edustaa uutta valokuituviestintäteknologian sukupolvea.
