DWDM on kiudoptilise side edastustehnoloogia. See kasutab ühte optilist kiudu mitme erineva lainepikkusega optilise kandja signaali samaaegseks edastamiseks ja jagab optilise kiu kasutatava lainepikkuse vahemiku mitmeks kanaliks. Kanal edastab optilisi signaale. Seetõttu on DWDM oluliselt parandanud optilise sidesüsteemi edastusvõimet. Erbiumiga legeeritud kiudvõimendi välimus (EDFA) muudab DWDM-i optilise signaali edastamise kaugemale.
1. Sissejuhatus EDFA põhimõttesse
Erbium (Er) on haruldane muldmetalli element. Optilise kiu valmistamisel lisatakse teatud osa erbiumelementi, et moodustuks erbiumiga legeeritud optiline kiud, millel on võimendusefekt. Erbiumiioonidel on kolm tööenergiataset: E1, E2 ja E3. Nende hulgas on E1 madalaima energiatasemega ja seda nimetatakse põhiolekuks; E2 on metastabiilne seisund; E3-l on kõrgeim energiatase ja see muutub erutatud olekuks. Kui valgust ei eruta, on see madalaimal energiatasemel E1. Kui pumpava valgusallika laserit kasutatakse erbiumiga legeeritud kiudude pidevaks ergutamiseks, hüppavad põhiolekus olevad osakesed energia saamisel kõrgemale energiatasemele. Kui see läheb üle E1-lt E3-le, kuna osake on E3 energiatasemel ebastabiilne, läheb see kiiresti ilma kiirguseta metastabiilsele energiatasemele ja osakese eluiga sellel energiatasemel on pumba tõttu suhteliselt pikk. valgusallikas Pideva ergastuse korral jätkub E2 energiataseme osakeste arvu suurenemine, samas kui E1 energiataseme osakeste arv väheneb. Kui optilise sisendsignaali footoni energia on täpselt võrdne energiataseme erinevusega E2 ja E1 vahel, lähevad metastabiilses olekus olevad osakesed stimuleeritud kiirguse kujul põhiolekusse ja kiirgavad samu footoneid, mis footonid. optilises sisendsignaalis, suurendades seeläbi oluliselt footonite arvu, muutes sisendsignaali valguse tugevaks väljundiks erbiumiga legeeritud kius. Optiline signaal realiseerib valguse otsese võimenduse.
Loomulikult on sellel ka teatud nõuded pumba valgusallika töölainepikkusele. Ülaltoodud joonisel on kujutatud erbiumiioonide neeldumisspekter, millelt on näha, et lainepikkustel 650nm, 800nm, 980nm ja 1480nm on neeldumisribasid ning neid saab nendes sagedusalades kasutada. Seda peetakse EDFA pumba valgusallika töölainepikkuseks. Kuid pärast selliste tegurite nagu tõhususe võrdlemist sobivad 980 nm ja 1480 nm pooljuhtlaserid valgusallikate pumpamiseks paremini.EDFA. Võrreldes lainepikkusega 1480 nm, on 980 nm kõrge võimendus ja madal müratase ning see on praegu kiudvõimendite eelistatud pumpamise lainepikkus. EDFA-s kasutatakse mitut tüüpi pumpamismeetodeid. Peamiselt nimetatakse seda, kas pumba valgusallika väljundenergia süstitakse erbiumiga legeeritud kiudu samas suunas kui optilise sisendsignaali energia. Selle saab jagada edasi- ja tagasipumpamiseks. viis ja kahesuunaline pumpamise viis.
Kahesuunalise pumpamise meetodil on edasi- ja tagasipumpamise eelised, nii et see meetod ei võimalda mitte ainult pumba valgust optilises kius ühtlaselt jaotada, vaid ka väljundvõimsuse seisukohast on ühe pumpamise väljundvõimsus 14 dBm ja kahesuunalise pumpamise väljundvõimsus on 14dBm. Pump võib ulatuda l 7dBm-ni. Lisaks on kahesuunalisel pumpamisel parim võimendusefektiivsus ja kaassuunalisel pumpamisel on madalaim müratase.
2. EDFA rakendamine DWDM süsteemis
2.1. EDFA-d kasutatakse eelvõimendusena
Lainepikkusjaotusega multipleksimise vastuvõtuotsas, et kompenseerida demultiplekseri sisestuskadu ja vastuvõtja tundlikkuse vähenemist kiiruse suurenemise tõttu, tuleb enne demultiplekserit konfigureerida madala müratasemega optiline eelvõimendi. Vastuvõtvas otsas kasutatakse EDFA-d PIN-i ja APD eelvõimendusena. Kui kanali kiirus on 2,5 Gbit/s, võrreldes optilise eelvõimendi puudumisega, saab vastuvõtja tundlikkust suurendada umbes 10 korda.
2.2. EDFA-d kasutatakse võimendina
EDFA-d kasutatakse võimendina, mille eelisteks on suur väljundvõimsus, stabiilne väljund, madal müratase, lai sagedusriba ja lihtne jälgimine. See asetatakse optilise saatja külge, et võimendada otse optilise saatja signaali. Võimsusvõimendeid saab kasutada eraldi või kombineeritult. Pärast EDFA-ga võimendamist saab saatva otsa väljundvõimsust umbes suurusjärgu võrra suurendada, mis parandab oluliselt kiu sisenevat võimsust.
2.3. EDFA-d kasutatakse liinivõimendusena
Optilistes sidesüsteemides piiravad dispersioon ja kadu side kaugust ja läbilaskevõimet. Dispersiooni mõju vähendamiseks võib teostada dispersioonikompensatsiooni. Pärast dispersiooni kompenseeriva kiu lisamist suureneb sisestussummutus oluliselt, seega tuleb sisestussummutust kompenseerida optilise võimendiga. KasutadesEDFAliinivõimendina võib oluliselt suurendada regenereerimiskaugust ja asendada ka kallid optilised repiiterid.
3. Järeldus
DWDM on kiudoptilise sidesüsteemi spetsiaalne multipleksimismeetod. Selle meetodi abil saab täielikult ära kasutada optilise kiu laia madala kaoga ala ja saab selle kasvu hõlpsalt kahekordistada, muutmata olemasolevaid paigaldatud kiudoptiliste sideliine. Kiudoptiliste sidesüsteemide võimsus. Nüüd on EDFA-st ja DWDM-st saanud kiire kiudoptiliste sidevõrkude arendamise peavool, mis esindab uut põlvkonda kiudoptilise side tehnoloogiat.
