DWDM adalah teknologi transmisi dalam komunikasi serat optik. Ini menggunakan satu serat optik untuk mengirimkan beberapa sinyal pembawa optik dengan panjang gelombang berbeda pada saat yang sama, dan membagi rentang panjang gelombang yang digunakan oleh serat optik menjadi beberapa saluran. Saluran mentransmisikan sinyal optik. Oleh karena itu, DWDM telah sangat meningkatkan kapasitas transmisi sistem komunikasi optik. Munculnya penguat serat yang didoping Erbium (EDFA) membuat transmisi sinyal optik DWDM lebih jauh.
1. Pengantar prinsip EDFA
Erbium (Er) adalah unsur tanah jarang. Saat membuat serat optik, proporsi tertentu dari elemen erbium ditambahkan untuk membentuk serat optik yang didoping erbium, yang memiliki efek amplifikasi. Ion Erbium memiliki tiga tingkat energi kerja: E1, E2 dan E3. Diantaranya, E1 memiliki tingkat energi terendah dan disebut keadaan dasar; E2 adalah keadaan metastabil; E3 memiliki tingkat energi tertinggi dan menjadi keadaan tereksitasi. Jika tidak terangsang oleh cahaya apa pun, itu berada pada tingkat energi terendah E1. Ketika laser dari sumber cahaya pemompaan digunakan untuk secara terus-menerus membangkitkan serat yang didoping erbium, partikel-partikel dalam keadaan dasar akan melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi ketika mereka mendapatkan energi. Jika bertransisi dari E1 ke E3, karena partikel tidak stabil pada tingkat energi E3, ia akan dengan cepat bertransisi ke tingkat energi metastabil tanpa radiasi, dan umur partikel pada tingkat energi ini relatif lama, karena pompa sumber cahaya Dengan eksitasi terus menerus, jumlah partikel pada tingkat energi E2 akan terus bertambah, sedangkan jumlah partikel pada tingkat energi E1 akan berkurang. Ketika energi foton dari sinyal optik input persis sama dengan perbedaan tingkat energi antara E2 dan E1, partikel dalam keadaan metastabil akan bertransisi ke keadaan dasar dalam bentuk radiasi terstimulasi, dan memancarkan foton yang sama dengan foton. dalam sinyal optik input, sehingga sangat meningkatkan jumlah foton, membuat cahaya sinyal input menjadi output yang kuat dalam serat yang didoping erbium. Sinyal optik mewujudkan amplifikasi cahaya secara langsung.
Tentu saja, ini juga memiliki persyaratan tertentu pada panjang gelombang kerja sumber cahaya pompa. Gambar di atas menunjukkan spektrum serapan ion erbium, dari mana dapat dilihat bahwa terdapat pita serapan pada panjang gelombang 650nm, 800nm, 980nm, dan 1480nm, dan dapat digunakan pada pita frekuensi tersebut. Ini dianggap sebagai panjang gelombang kerja sumber cahaya pompa EDFA. Namun, setelah membandingkan faktor-faktor seperti efisiensi, laser semikonduktor 980nm dan 1480nm lebih cocok sebagai sumber cahaya pemompa untukEDFA. Dibandingkan dengan 1480nm, 980nm memiliki gain tinggi dan noise rendah, dan saat ini merupakan panjang gelombang pemompaan yang disukai untuk amplifier serat. Ada banyak jenis metode pemompaan yang digunakan dalam EDFA. Hal ini terutama disebut apakah output energi dari sumber cahaya pompa disuntikkan ke serat yang didoping erbium dalam arah yang sama dengan energi sinyal optik input. Ini dapat dibagi menjadi pemompaan maju dan pemompaan mundur. cara, dan cara memompa dua arah.
Metode pemompaan dua arah memiliki keunggulan pemompaan maju dan pemompaan mundur, sehingga metode ini tidak hanya membuat lampu pompa terdistribusi secara merata di serat optik, tetapi juga dari perspektif daya keluaran, daya keluaran pemompaan tunggal adalah 14dBm, dan daya output dari pemompaan dua arah adalah 14dBm. Pompa bisa mencapai l 7dBm. Selain itu, pemompaan dua arah memiliki efisiensi amplifikasi terbaik, dan pemompaan dua arah memiliki kebisingan terendah.
2. Penerapan EDFA pada sistem DWDM
2.1. EDFA digunakan sebagai preamplifier
Pada ujung penerima multiplexing pembagian panjang gelombang, untuk mengkompensasi kerugian penyisipan demultiplexer dan penurunan sensitivitas penerima karena peningkatan laju, preamplifier optik noise rendah harus dikonfigurasi sebelum demultiplexer. Di sisi penerima, EDFA digunakan sebagai preamplifier untuk PIN dan APD. Ketika laju saluran mencapai 2,5Gbit/dtk, dibandingkan tanpa preamplifier optik, sensitivitas penerima dapat ditingkatkan sekitar 10 kali lipat.
2.2. EDFA digunakan sebagai penguat penguat
EDFA digunakan sebagai penguat penguat, yang memiliki keunggulan daya keluaran besar, keluaran stabil, kebisingan rendah, pita frekuensi penguatan lebar, dan pemantauan mudah. Itu ditempatkan di pemancar optik untuk secara langsung memperkuat sinyal pemancar optik. Power amplifier dapat digunakan sendiri atau dalam kombinasi. Setelah diperkuat oleh EDFA, daya keluaran ujung pengirim dapat ditingkatkan sekitar urutan besarnya, yang sangat meningkatkan daya yang masuk ke serat.
2.3. EDFA digunakan sebagai penguat garis
Dalam sistem komunikasi optik, dispersi dan kehilangan membatasi jarak dan kapasitas komunikasi. Untuk mengurangi pengaruh dispersi, kompensasi dispersi dapat dilakukan. Setelah menambahkan serat kompensasi dispersi, atenuasi penyisipan meningkat secara signifikan, sehingga atenuasi penyisipan harus dikompensasi dengan penguat optik. MenggunakanEDFAsebagai penguat garis dapat secara signifikan meningkatkan jarak regenerasi, dan juga dapat menggantikan repeater optik yang mahal.
3. Kesimpulan
DWDM adalah metode multiplexing khusus dalam sistem komunikasi serat optik. Metode ini dapat memanfaatkan sepenuhnya area serat optik dengan kerugian rendah yang luas, dan dapat dengan mudah menggandakan peningkatan tanpa mengubah jalur komunikasi serat optik yang terpasang. Kapasitas sistem komunikasi serat optik. Sekarang EDFA dan DWDM telah menjadi arus utama pengembangan jaringan komunikasi serat optik berkecepatan tinggi, yang mewakili generasi baru teknologi komunikasi serat optik.
