EDFA
Optiset vahvistimet ovat optisten viestintäverkkojen kriittinen tekniikka, joka mahdollistaa monien terabittitietojen siirron muutamasta sadasta kilometristä tuhansiin kilometreihin ylittämällä kuidun häviörajoituksen. EDFA on ensimmäinen optisissa viestintäjärjestelmissä yleisesti käytetty optinen vahvistin, jonka lähetyskapasiteetti on kasvanut dramaattisesti WDM-järjestelmien käyttöönoton myötä. Varustettuna korkean lähtötehon, suuren vahvistuksen, laajan kaistanleveyden, polarisaatiosta riippumattomuuden ja alhaisen kohinaluvun ominaisuuksilla, EDFA: sta on tullut yksi keskeisistä komponenteista, joita käytetään uuden sukupolven optisessa viestintäjärjestelmässä. Joten mikä on EDFA? Tiedätkö EDFA: n toimintaperiaatteen?
Mikä on EDFA?
Erbium-seostettu kuituvahvistin (EDFA) on optinen toistinlaite, jota käytetään lisäämään kuituoptisessa viestintäjärjestelmässä kulkevien optisten signaalien voimakkuutta. Valokuitu on seostettu harvinaisten maametallien erbiumilla, jotta lasikuitu voi absorboida valoa yhdellä taajuudella ja emittoida valoa toisella taajuudella.
EDFA: n toimintaperiaate
Erbium-seostettu kuitu (EDF) on EDFA-teknologian ydin, joka on tavanomainen Erbiumilla seostettu silikakuitu. Kun Erbium valaistaan valoenergialla sopivalla aallonpituudella (joko 980 nm tai 1480 nm), se motivoituu pitkäikäiseen välitilaan, sitten se hajoaa takaisin perustilaan lähettämällä valoa alueella 1525-1565 nm. . Erbium voidaan joko pumpata 980 nm: n valolla, jolloin se kulkee epävakaan lyhyen käyttöiän läpi ennen kuin se hajoaa nopeasti lähes stabiiliin tilaan, tai 1480 nm: n valolla, jolloin se herättää suoraan lähes stabiiliin tilaan. . Kun se on lähes stabiilissa tilassa, se hajoaa perustilaan lähettämällä valoa 1525-1565 nm: n kaistalla. Tätä rappeutumisprosessia voidaan stimuloida olemassa olevan valon avulla, mikä johtaa monistumiseen. EDFA: n toimintaperiaate on esitetty kuvassa 1.
Kuva 1: EDFA: n toimintaperiaate.
EDFA: n Baisc-kokoonpano
EDFA-kokoonpano koostuu pääasiassa EDF: stä, pumppulaserista ja komponentista (jota usein kutsutaan WDM: ksi) signaalin ja pumpun aallonpituuden yhdistämiseksi siten, että ne voivat levittää samanaikaisesti EDF: n läpi. Periaatteessa EDFA: t voidaan suunnitella siten, että pumpun energia etenee samaan suuntaan kuin signaali (eteenpäin pumppaus), signaalin vastakkaiseen suuntaan (pumppaus taaksepäin) tai molempiin suuntiin yhdessä. Pumpun energia voi olla joko 980 nm pumpun energiaa, 1480 nm pumpun energiaa tai näiden molempien yhdistelmää. Käytännössä yleisin EDFA-konfiguraatio on eteenpäin pumppauskonfiguraatio, joka käyttää 980 nm: n pumpun energiaa, kuten kuvassa 2 esitetään.
Kuva 2: EDFA-kokoonpano 980 nm: n pumpun energialla
EDFA: n soveltaminen
Saatuaan tietää, mikä on EDFA, ja EDFA: n toimintaperiaate. Seuraavaksi käsittelemme EDFA: n hakemuslomakkeita ja hakemuskenttiä.
Booster-vahvistin
Tehostevahvistimena käytettäessä EDFA otetaan käyttöön optisen lähettimen ulostulossa multipleksoidun moniaallonpituussignaalin lähtötehon parantamiseksi, kuten kuvassa 3 esitetään. Tällä tavoin optisen tiedonsiirron etäisyyksiä voidaan pidentää. . Tämä hakemuslomake asettaa korkeamman lähtötehon tarpeen EDFA: lle.
Kuva 3: Booster-vahvistin
esivahvistin
EDFA: ta käytettäessä esivahvistimena tarvitaan alhaisen kohinan ja suuren vahvistuksen ominaisuudet. Näillä ominaisuuksilla varustettuna EDFA voi parantaa merkittävästi optisen vastaanottimen herkkyyttä käytettäessä sitä optisen vastaanottimen tuloon, kuten kuvassa 4 esitetään.
Kuva 4: esivahvistin
Linjavahvistin
Linjavahvistimena käytettäessä EDFA pystyy ajoittain kompensoimaan linjojen lähetyshäviöt. OEO-toistimen korvikkeena EDFA voi suoraan vahvistaa linjoilla lähetettyjä optisia signaaleja. Tällä tavoin ratkaisemme valosähköisen vaihdon pullonkaulaongelmat perustamalla perustana optiselle verkolle (AON). Kuvio 5 näyttää tämän EDFA: n sovelluksen.
Kuva 5: Linjavahvistin
EDFA: lla on seuraavat soveltamisalat:
(1) EDFA: ta voidaan käyttää suuren kapasiteetin ja nopeaan optiseen viestintäjärjestelmään. EDFA: n soveltaminen on erittäin rakentavaa käsittelemään vastaanottimien alhaisen herkkyyden ja lyhyiden lähetysetäisyyksien ongelmia, jotka johtuvat OEO-toistimen puutteesta.
(2) EDFA: ta voidaan hyödyntää kaukoliikenteen optisessa viestintäjärjestelmässä. Hyödyntämällä EDFA: ta, voimme dramaattisesti alentaa rakennuskustannuksia lisäämällä toistimen välimatkaa vähentämällä regeneraattorien määrää. Kaukoliikenteen optinen tiedonsiirtojärjestelmä sisältää pääasiassa maanpäällisen rungon optisen siirtojärjestelmän ja sukellusveneen valokuitukaapelin siirtojärjestelmän.
(3) EDFA: ta voidaan käyttää optisen kuidun tilaajaverkkojärjestelmässä. Jos lähetysetäisyydet ovat liian pitkät, EDFA toimii linjavahvistimena kompensoida linjojen lähetyshäviöitä, mikä lisää huomattavasti tilaajien lukumäärää.
(4) EDFA: ta voidaan käyttää aallonpituusjakoisessa multipleksointijärjestelmässä (WDM), erityisesti tiheän aallonpituusjakoisen kanavoinnin (DWDM) järjestelmässä. EDFA: n käyttö WDM-järjestelmässä pystyy ratkaisemaan insertiohäviön ongelmat ja vähentämään kromaattisen hajonnan vaikutuksia.
(5) EDFA: ta voidaan hyödyntää yhteisön antennitelevisiojärjestelmässä (CATV). CATV-järjestelmässä EDFA toimii tehostevahvistimena parantamaan huomattavasti optisen lähettimen tulotehoa. EDFA: n käyttö kompensoimaan optisten tehonjakajien lisäyshäviöitä voi merkittävästi laajentaa jakeluverkon laajuutta ja lisätä tilaajien lukumäärää.
johtopäätös
Edellä esitetyn perusteella meillä on hyvä käsitys EDFA: sta, mukaan lukien EDFA: n toimintaperiaate ja sen soveltaminen. EDFA-tekniikka on selvästi edistynein optisista vahvistimista saatavilla olevista tekniikoista. Nykyään EDFA on laajasti valokuituviestintäverkoissa. Viestintäteknologioiden jatkuvan kehityksen myötä EDFA: sta tulee tulevaisuuden optisten vahvistimien ensisijainen valinta. Koska EDFA on varustettu tasaisen vahvistuksen ominaisuuksilla suurella dynaamisella vahvistusalueella, alhaisella kohinalla, korkealla kyllästymislähtöteholla ja vakaalla toiminnalla erinomaisella transienttisella vaimennuksella, EDFA: lla on yhä tärkeämpi tehtävä optisessa viestintäjärjestelmässä palvella tilaajia paremmin.
