DWDM ir pārraides tehnoloģija optiskās šķiedras komunikācijā. Tā izmanto vienu optisko šķiedru, lai vienlaikus pārraidītu vairākus dažādu viļņu garumu optiskos nesēju signālus, un optiskās šķiedras izmantoto viļņu garuma diapazonu sadala vairākos kanālos. Kanāls pārraida optiskos signālus. Tāpēc DWDM ir ievērojami uzlabojis optiskās sakaru sistēmas pārraides jaudu. Ar erbiju leģēta šķiedras pastiprinātāja izskats (EDFA) padara DWDM optiskā signāla pārraidi tālāku.
1. Ievads EDFA principā
Erbijs (Er) ir retzemju elements. Izgatavojot optisko šķiedru, tiek pievienota noteikta erbija elementa proporcija, veidojot ar erbiju leģētu optisko šķiedru, kam ir pastiprināšanas efekts. Erbija joniem ir trīs darba enerģijas līmeņi: E1, E2 un E3. Starp tiem E1 ir viszemākais enerģijas līmenis, un to sauc par pamata stāvokli; E2 ir metastabils stāvoklis; E3 ir visaugstākais enerģijas līmenis un kļūst par satraukuma stāvokli. Ja gaisma to nesajūsmina, tam ir zemākais enerģijas līmenis E1. Kad sūknēšanas gaismas avota lāzers tiek izmantots, lai nepārtraukti ierosinātu ar erbiju leģētu šķiedru, daļiņas pamatstāvoklī pārlēks uz augstāku enerģijas līmeni, kad tās iegūst enerģiju. Ja tā pāriet no E1 uz E3, tā kā daļiņa ir nestabila E3 enerģijas līmenī, tā ātri pāriet uz metastabilo enerģijas līmeni bez starojuma, un daļiņas kalpošanas laiks šajā enerģijas līmenī ir salīdzinoši garš, pateicoties sūknim. gaismas avots Ar nepārtrauktu ierosmi turpinās palielināties daļiņu skaits E2 enerģijas līmenī, savukārt daļiņu skaits E1 enerģijas līmenī samazināsies. Kad ieejas optiskā signāla fotonu enerģija ir precīzi vienāda ar enerģijas līmeņa starpību starp E2 un E1, daļiņas metastabilā stāvoklī tā pāriet uz pamatstāvokli stimulēta starojuma veidā un izstaro tos pašus fotonus kā fotoni. ieejas optiskajā signālā, tādējādi ievērojami palielinot fotonu skaitu, liekot ieejas signāla gaismai kļūt par spēcīgu izvadi ar erbiju leģētajā šķiedrā. Optiskais signāls realizē tiešu gaismas pastiprināšanu.
Protams, tam ir arī noteiktas prasības attiecībā uz sūkņa gaismas avota darba viļņa garumu. Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīts erbija jonu absorbcijas spektrs, no kura var redzēt, ka ir absorbcijas joslas pie viļņu garuma 650 nm, 800 nm, 980 nm un 1480 nm, un tās var izmantot šajās frekvenču joslās. To uzskata par EDFA sūkņa gaismas avota darba viļņa garumu. Tomēr pēc tādu faktoru kā efektivitātes salīdzināšanas 980 nm un 1480 nm pusvadītāju lāzeri ir piemērotāki kā gaismas avoti.EDFA. Salīdzinot ar 1480 nm, 980 nm ir augsts pastiprinājums un zems troksnis, un pašlaik tas ir vēlamais šķiedru pastiprinātāju sūknēšanas viļņa garums. EDFA izmanto daudzu veidu sūknēšanas metodes. Galvenokārt tiek nosaukts, vai sūkņa gaismas avota izvadītā enerģija tiek ievadīta ar erbiju leģētajā šķiedrā tādā pašā virzienā kā ieejas optiskā signāla enerģija. To var iedalīt uz priekšu un atpakaļ sūknēšanu. un divvirzienu sūknēšanas veids.
Divvirzienu sūknēšanas metodei ir priekšējās sūknēšanas un reversās sūknēšanas priekšrocības, tāpēc šī metode var ne tikai padarīt sūkņa gaismu vienmērīgi sadalītu optiskajā šķiedrā, bet arī no izejas jaudas viedokļa vienas sūknēšanas izejas jauda ir 14 dBm, un divvirzienu sūknēšanas izejas jauda ir 14 dBm. Sūknis var sasniegt l 7dBm. Turklāt divvirzienu sūknēšanai ir vislabākā pastiprināšanas efektivitāte, un līdzvirziena sūknēšanai ir viszemākais troksnis.
2. EDFA pielietojums DWDM sistēmā
2.1. EDFA tiek izmantots kā priekšpastiprinātājs
Viļņa garuma dalīšanas multipleksēšanas uztveršanas galā, lai kompensētu demultipleksera ievietošanas zudumu un uztvērēja jutības samazināšanos ātruma palielināšanās dēļ, pirms demultipleksētāja jākonfigurē zema trokšņa līmeņa optiskais priekšpastiprinātājs. Uztvērēja galā EDFA tiek izmantots kā PIN un APD priekšpastiprinātājs. Ja kanāla ātrums ir 2,5 Gbit/s, salīdzinot ar bez optiskā priekšpastiprinātāja, uztvērēja jutību var palielināt apmēram 10 reizes.
2.2. EDFA tiek izmantots kā pastiprinātājs
EDFA tiek izmantots kā pastiprinātājs, kura priekšrocības ir liela izejas jauda, stabila izeja, zems trokšņa līmenis, plaša pastiprinājuma frekvenču josla un vienkārša uzraudzība. Tas ir novietots pie optiskā raidītāja, lai tieši pastiprinātu optiskā raidītāja signālu. Jaudas pastiprinātājus var izmantot atsevišķi vai kopā. Pēc EDFA pastiprināšanas sūtīšanas gala izejas jaudu var palielināt par aptuveni vienu pakāpi, kas ievērojami uzlabo šķiedrā ienākošo jaudu.
2.3. EDFA tiek izmantots kā līnijas pastiprinātājs
Optisko sakaru sistēmās izkliede un zudumi ierobežo sakaru attālumu un jaudu. Lai samazinātu dispersijas ietekmi, var veikt dispersijas kompensāciju. Pēc dispersijas kompensējošās šķiedras pievienošanas tiek ievērojami palielināts ievietošanas vājinājums, tāpēc ievietošanas vājinājums ir jākompensē ar optisko pastiprinātāju. IzmantojotEDFAkā līnijas pastiprinātājs var ievērojami palielināt reģenerācijas attālumu, kā arī var aizstāt dārgus optiskos atkārtotājus.
3. Secinājums
DWDM ir īpaša multipleksēšanas metode optiskās šķiedras sakaru sistēmā. Šī metode var pilnībā izmantot optiskās šķiedras plašo zemu zudumu apgabalu un var viegli dubultot pieaugumu, nemainot esošās uzstādītās optiskās šķiedras sakaru līnijas. Optisko šķiedru sakaru sistēmu jauda. Tagad EDFA un DWDM ir kļuvuši par galveno virzienu ātrgaitas optisko šķiedru sakaru tīklu attīstībā, kas pārstāv jaunas paaudzes optisko šķiedru sakaru tehnoloģiju.
