تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) تعد الأنظمة جزءا مهما من الشبكات الأساسية الحديثة لمسافات طويلة والشبكات الحضرية. في تطبيقات الإرسال لمسافات طويلة ، يعد توهين الألياف وتشتتها من العوامل الرئيسية التي تؤثر على نقل الإشارات الضوئية ، لذلك تستخدم الأجهزة النشطة مثل مضخم الألياف المنشط Erbium (EDFA) ومعوض التشتت (DCM) بشكل شائع في أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) لضمان جودة نقل الألياف.
توهين الألياف وتشتتها
ستتأثر الإشارة الضوئية في عملية الإرسال بمجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك نوع الألياف ، والتطبيقات المحددة ، وما إلى ذلك ، والتي يعد توهين الألياف وتشتتها عاملا مهما يؤثر بشكل مباشر على جودة إرسال الإشارات الضوئية.
توهين الألياف البصرية هو عملية نقل الإشارة الضوئية في الألياف ، وقوتها مع زيادة مسافة الإرسال في شكل اضمحلال أسي. العوامل الرئيسية التي تسبب توهين الألياف هي: الجوهرية ، الانحناء ، البثق ، الشوائب ، عدم التجانس ، الالتحام ، إلخ. الجوهري هو الخسارة المتأصلة في الألياف ، بما في ذلك تشتت رايلي ، والامتصاص المتأصل ، وما إلى ذلك ؛ الانحناء هو جزء ثني الألياف من الضوء سوف تكون مبعثرة بسبب الخسارة. البثق هو أن الألياف يتم ضغطها بسبب الخسارة الناجمة عن الانحناء الصغير. الشوائب هي شوائب الألياف في امتصاص وتشتت الإشارات الضوئية الناجمة عن الخسارة ؛ عدم التجانس هو مؤشر انكسار مادة الألياف للخسارة الناجمة عن عدم التساوي ؛ الالتحام هو فقدان الالتحام بالألياف. في نظام DWDM ، يحدد توهين الألياف إلى حد كبير مسافة انتقال النظام.
تتكون الإشارة الضوئية المرسلة في الألياف البصرية من مكونات تردد مختلفة ومكونات وضع مختلفة ، والتي لها سرعات انتشار مختلفة ، وهذه ستسبب تغييرات في شكل الشكل الموجي للنبض ، وهو التشتت ، ويشمل تشتت الألياف عموما تشتت الوضع وتشتت المواد وتشتت الدليل الموجي. تشتت الوضع هو التشتت الناجم عن المكونات العرضية المختلفة لثوابت الإرسال وسرعات المجموعة المختلفة لكل وضع من الألياف بنفس الطول الموجي أثناء الإرسال متعدد الأوضاع ؛ يحدث تشتت المواد بسبب الخصائص الخاصة لمادة الألياف ؛ يحدث تشتت الدليل الموجي بسبب الدليل الموجي البصري في الألياف. بالنسبة للألياف متعددة الأوضاع ، يكون التشتت الكلي مساويا لمجموع الثلاثة ؛ بالنسبة للألياف أحادية الوضع ، نظرا لوجود وضع إرسال واحد فقط ، فإن التشتت الكلي هو مجموع تشتت المواد وتشتت الدليل الموجي.
كما ذكر أعلاه ، فإن توهين الألياف وتشتتها لهما تأثير كبير على أداء أنظمة DWDM ، ولتقليل هذه التأثيرات ، غالبا ما تستخدم مضخمات الألياف المنشطة بالإربيوم (EDFAs) ومعوضات التشتت (DCMs) للتعويض عن فقدان الألياف وتشتتها.
مضخم الألياف المنشط بالإربيوم (EDFA) هو جهاز بصري يضخم الإشارات الضوئية مباشرة في أنظمة اتصالات الألياف البصرية ، مع مزايا الكسب العالي ، وعرض النطاق الترددي الواسع ، والضوضاء المنخفضة ، وطاقة خرج التشبع العالية ، إلخ. ومع ذلك ، في أنظمة DWDM ، فإن خصائص كسب الطول الموجي لمضخم الألياف المنشط بالإربيوم (EDFA) ليست مسطحة ، مما سيؤدي إلى عدم المساواة بشكل خطير في الطاقة (نسبة الإشارة الضوئية إلى الضوضاء) لكل قناة بصرية للنظام ، والقنوات التي تنحرف عن ذروة الكسب سيتم اكتشاف القنوات التي تنحرف عن ذروة الكسب بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى تأثير خطير على أداء النظام. لذلك ، في شبكات DWDM لمسافات طويلة ، عادة ما يتم تثبيت مضخمات الألياف المنشطة بالإربيوم (EDFAs) في خطوط الألياف على مسافات فاصلة معينة ، وعادة ما يكون عدد EDFAs المستخدمة في منطقة معينة محدودا بنوع الألياف وعدد القنوات ومسافة نقل البيانات وقيمة نسبة الإشارة الضوئية إلى الضوضاء المسموح بها.
أدى الاستخدام الواسع النطاق لمضخم الألياف المنشط بالإربيوم (EDFA) إلى حل مشكلة فقدان الإرسال لأنظمة اتصالات الألياف البصرية عالية السرعة ، ولكن تشتت الألياف هو أيضا أحد العوامل الرئيسية التي تحد من مسافة الترحيل وقدرة الاتصال لأنظمة نقل الألياف البصرية ، لذلكDWDMتستخدم الشبكات أيضا معوض التشتت (DCM) ، ويستخدم معوض التشتت (DCM) بشكل أساسي للتعويض عن تشتت المواد وتشتت الدليل الموجي في خطوط الألياف البصرية. التشتت. تجدر الإشارة إلى أن معوض التشتت (DCM) في شبكات DWDM يسبب أيضا بعض توهين الألياف في خط الألياف ، ويجب استخدامه بالاقتران مع مضخم ألياف منشط بالإربيوم (EDFA).
