DWDM é uma tecnologia de transmissão em comunicação de fibra óptica. Ele usa uma fibra óptica para transmitir vários sinais de portadora óptica de diferentes comprimentos de onda ao mesmo tempo e divide a faixa de comprimento de onda usada pela fibra óptica em vários canais. O canal transmite sinais ópticos. Portanto, o DWDM melhorou muito a capacidade de transmissão do sistema de comunicação óptica. A aparência do amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) torna a transmissão do sinal óptico DWDM mais distante.
1. Introdução ao princípio de EDFA
Érbio (Er) é um elemento de terras raras. Ao fazer uma fibra óptica, uma certa proporção de elemento de érbio é adicionada para formar uma fibra óptica dopada com érbio, que tem o efeito de amplificação. Os íons de érbio têm três níveis de energia de trabalho: E1, E2 e E3. Dentre eles, E1 possui o menor nível de energia e é chamado de estado fundamental; E2 é o estado metaestável; E3 tem o nível de energia mais alto e se torna o estado excitado. No caso de não ser excitado por nenhuma luz, está no nível de energia mais baixo E1. Quando o laser da fonte de luz de bombeamento é usado para excitar continuamente a fibra dopada com érbio, as partículas no estado fundamental saltam para um nível de energia mais alto quando ganham energia. Se transitar de E1 para E3, como a partícula é instável no nível de energia de E3, ela passará rapidamente para o nível de energia metaestável sem radiação, e a vida da partícula nesse nível de energia é relativamente longa, devido à bomba fonte de luz Com excitação contínua, o número de partículas no nível de energia E2 continuará a aumentar, enquanto o número de partículas no nível de energia E1 diminuirá. Quando a energia do fóton do sinal óptico de entrada for exatamente igual à diferença de nível de energia entre E2 e E1, as partículas no estado metaestável farão a transição para o estado fundamental na forma de radiação estimulada e irradiarão os mesmos fótons que os fótons no sinal óptico de entrada, aumentando assim o número de fótons, fazendo com que a luz do sinal de entrada se torne uma saída forte na fibra dopada com érbio. O sinal óptico realiza a amplificação direta da luz.
Claro, isso também tem certos requisitos no comprimento de onda de trabalho da fonte de luz da bomba. A figura acima mostra o espectro de absorção dos íons de érbio, a partir do qual pode ser visto que existem bandas de absorção nos comprimentos de onda de 650nm, 800nm, 980nm e 1480nm, e podem ser usadas nessas bandas de frequência. É considerado como o comprimento de onda de trabalho da fonte de luz da bomba EDFA. No entanto, depois de comparar fatores como eficiência, os lasers semicondutores de 980nm e 1480nm são mais adequados como fontes de luz de bombeamento paraEDFA. Comparado com 1480nm, 980nm tem alto ganho e baixo ruído, e é atualmente o comprimento de onda de bombeamento preferido para amplificadores de fibra. Existem muitos tipos de métodos de bombeamento usados no EDFA. É nomeado principalmente se a saída de energia da fonte de luz da bomba é injetada na fibra dopada com érbio na mesma direção que a energia do sinal óptico de entrada. Pode ser dividido em bombeamento para frente e bombeamento para trás. Maneira e maneira de bombeamento bidirecional.
O método de bombeamento bidirecional tem as vantagens do bombeamento direto e do bombeamento reverso, portanto, esse método pode não apenas distribuir a luz da bomba uniformemente na fibra óptica, mas também da perspectiva da potência de saída, a potência de saída do bombeamento único é de 14dBm e a potência de saída do bombeamento bidirecional é de 14dBm. A bomba pode atingir l 7dBm. Além disso, o bombeamento bidirecional tem a melhor eficiência de amplificação e o bombeamento codirecional tem o menor ruído.
2. Aplicação de EDFA no sistema DWDM
2.1. EDFA é usado como um pré-amplificador
Na extremidade receptora da multiplexação por divisão de comprimento de onda, para compensar a perda de inserção do desmultiplexador e a diminuição da sensibilidade do receptor devido ao aumento da taxa, um pré-amplificador óptico de baixo ruído deve ser configurado antes do desmultiplexador. Na extremidade receptora, o EDFA é usado como um pré-amplificador para PIN e APD. Quando a taxa do canal é tão alta quanto 2,5 Gbit/s, em comparação com nenhum pré-amplificador óptico, a sensibilidade do receptor pode ser aumentada em cerca de 10 vezes.
2.2. EDFA é usado como um amplificador de reforço
O EDFA é usado como um amplificador de reforço, que tem as vantagens de grande potência de saída, saída estável, baixo ruído, ampla faixa de frequência de ganho e fácil monitoramento. É colocado no transmissor óptico para amplificar diretamente o sinal do transmissor óptico. Amplificadores de potência podem ser usados sozinhos ou em combinação. Depois de ser amplificado pelo EDFA, a potência de saída da extremidade de envio pode ser aumentada em cerca de uma ordem de grandeza, o que melhora muito a potência que entra na fibra.
2.3. EDFA é usado como um amplificador de linha
Nos sistemas de comunicação óptica, a dispersão e a perda limitam a distância e a capacidade de comunicação. A fim de reduzir a influência da dispersão, a compensação de dispersão pode ser executada. Depois de adicionar a fibra de compensação de dispersão, a atenuação de inserção é significativamente aumentada, de modo que a atenuação de inserção deve ser compensada com um amplificador óptico. UsandoEDFAcomo um amplificador de linha pode aumentar significativamente a distância de regeneração e também pode substituir repetidores ópticos caros.
3. Conclusão
DWDM é um método de multiplexação especial no sistema de comunicação de fibra óptica. Este método pode fazer pleno uso da ampla área de baixa perda da fibra óptica e pode facilmente dobrar o aumento sem alterar as linhas de comunicação de fibra óptica instaladas existentes. A capacidade dos sistemas de comunicação de fibra óptica. Agora EDFA e DWDM tornaram-se o mainstream do desenvolvimento de rede de comunicação de fibra óptica de alta velocidade, representando uma nova geração de tecnologia de comunicação de fibra óptica.
