密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)是現(xiàn)代長(zhǎng)途骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中的重要組成部分，在長(zhǎng)距離傳輸應(yīng)用中，光纖衰減和色散是影響光信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩?，因此摻鉺光纖放大器（EDFA）和色散補(bǔ)償器（DCM）等有源設(shè)備常用在密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)中來保證光纖的傳輸質(zhì)量。

光纖衰減&色散

光信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到多種因素的影響，包括光纖的種類、具體的應(yīng)用等，其中，光纖衰減和色散是直接影響光信號(hào)傳輸質(zhì)量的重要因素。

光纖衰減是指光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，其功率隨著傳輸距離的增加以指數(shù)形式衰減的過程。造成光纖衰減的主要因素有：本征、彎曲、擠壓、雜質(zhì)、不均勻、對(duì)接等。本征是光纖的固有損耗，包括瑞利散射、固有吸收等；彎曲是光纖彎曲時(shí)部分光會(huì)因散射而造成損耗；擠壓是光纖受到擠壓產(chǎn)生微彎造成的損耗；雜質(zhì)是光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射光信號(hào)造成的損耗；不均勻是光纖材料的折射率不均勻造成的損耗；對(duì)接是光纖對(duì)接時(shí)產(chǎn)生的損耗。在DWDM系統(tǒng)中，光纖衰減在很大程度上決定了系統(tǒng)的傳輸距離。

光纖中傳送的光信號(hào)是由不同的頻率成分和不同的模式成分組成的，它們有不同的傳播速度，這些將會(huì)引起脈沖波形的形狀發(fā)生變化，這便是色散，光纖色散一般包括模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散。模式色散是指多模傳輸時(shí)，光纖各模式在同一波長(zhǎng)下，因傳輸常數(shù)的切線分量不同，群速不同所引起的色散；材料色散是由光纖材料的自身特性造成；波導(dǎo)色散是由光纖中的光波導(dǎo)引起的。對(duì)于多模光纖，總色散等于三者相加；對(duì)于單模光纖，因只有一個(gè)傳輸模式，其總色散為材料色散和波導(dǎo)色散之和。

有源DWDM系統(tǒng)中的摻鉺光纖放大器（EDFA）和色散補(bǔ)償器（DCM）

如上所述，光纖衰減和色散對(duì)DWDM系統(tǒng)的性能具有重大影響，為了最大化降低這些影響，人們常使用摻鉺光纖放大器（EDFA）和色散補(bǔ)償器（DCM）來補(bǔ)償光纖損耗和色散。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是直接對(duì)光纖通信系統(tǒng)中的光信號(hào)進(jìn)行放大的光器件，具有高增益、寬帶寬、低噪聲、高飽和輸出功率等優(yōu)點(diǎn)，但是，在DWDM系統(tǒng)中，摻鉺光纖放大器（EDFA）的波長(zhǎng)增益特性不平坦，會(huì)造成系統(tǒng)各光信道功率（光信噪比）嚴(yán)重不等，偏離增益峰的信道將發(fā)生檢測(cè)錯(cuò)誤，導(dǎo)致系統(tǒng)性能受到嚴(yán)重影響。因此，在長(zhǎng)距離DWDM網(wǎng)絡(luò)中，摻鉺光纖放大器（EDFA）通常按一定的間隔距離安裝在光纖線路中，在某一區(qū)域內(nèi)，摻鉺光纖放大器（EDFA）的使用數(shù)量通常要受到光纖類型、信道數(shù)量、數(shù)據(jù)傳輸距離和允許的光信噪比值等因素的限制。

摻鉺光纖放大器（EDFA）的廣泛應(yīng)用在很大程度上解決了高速光纖通信系統(tǒng)的傳輸損耗問題，但是光纖色散也是制約光纖傳輸系統(tǒng)中繼距離和通信容量的主要因素之一，因此，DWDM網(wǎng)絡(luò)還要用到色散補(bǔ)償器（DCM），色散補(bǔ)償器（DCM）主要用來補(bǔ)償光纖線路中的材料色散和波導(dǎo)色散。需要注意的是，DWDM網(wǎng)絡(luò)中的色散補(bǔ)償器（DCM）也會(huì)給光纖線路造成一定的光纖衰減，必須和摻鉺光纖放大器（EDFA）配合使用。