EDFA
Az optikai erősítők az optikai kommunikációs hálózatok kritikus technológiája, amelyek lehetővé teszik sok terabit adat továbbítását néhány száz kilométerről ezer kilométerre, a szálak veszteség korlátozásának meghaladásával. Mivel az első optikai erősítőt általában használják az optikai kommunikációs rendszerekben, az EDFA drámai növekedést eredményezett az átviteli kapacitás terén a WDM rendszerek telepítésével. A nagy kimeneti teljesítmény, a nagy nyereség, a széles sávszélesség, a polarizáció függetlensége és az alacsony zajszint tulajdonságai révén az EDFA-k az új generációs optikai kommunikációs rendszer egyik kulcsfontosságú elemévé váltak. Tehát mi az EDFA? Ismeri az EDFA működési elvét?
Mi az EDFA?
Az Erbium-adalékolt szálerősítő (EDFA) egy optikai ismétlőkészülék, amelyet arra használnak, hogy fokozza az üvegszálas kommunikációs rendszeren keresztül továbbított optikai jelek intenzitását. Az optikai szálat a ritkaföldfémből készült erbiummal adalékolják, így az üvegszál egy frekvencián képes a fényt elnyelni, és egy másik frekvencián.
Az EDFA működési alapelve
Az erbium-adalékolt rost (EDF) az EDFA-technológia középpontjában áll, amely egy hagyományos szilícium-dioxid-rost, az Erbiummal átitatva. Ha az Erbiumot megfelelő hullámhosszon (980 nm vagy 1480 nm) megvilágítják fényenergiával, akkor hosszú élettartamú közbenső állapotba kerülnek, majd az alapállapotba visszapattan, ha az 1525-1565 nm sávban fényt bocsát ki. . Az Erbiumot akár 980 nm-es fényszivattyúval is szivattyúzhatjuk, ebben az esetben egy instabil rövid élettartamon megy keresztül, mielőtt gyorsan kvázi-stabil állapotba romlik, vagy 1480 nm-es fénnyel, és ebben az esetben közvetlenül gerjesztjük a kvázi-stabil állapotba. . Kvázi stabil állapotban van, és az alapállapotba bomlik, amikor az 1525-1565 nm-es sávban fényt bocsát ki. Ezt a bomlási folyamatot a már létező fény serkenti, ezáltal amplifikációt eredményez. Az EDFA működési elvét az 1. ábra mutatja.
1. ábra: Az EDFA működési elve.
Az EDFA Baisc konfigurációja
Az EDFA konfiguráció elsősorban EDF-ből, szivattyú lézerből és egy komponensből (gyakran WDM-nek nevezik) a jel és a szivattyú hullámhosszának kombinálására, hogy azok egyszerre terjedjenek az EDF-en. Az EDFA-k elvben úgy is megtervezhetők, hogy a szivattyú energiája ugyanabban az irányban terjedjen, mint a jel (előre pumpálás), a jel ellenkező irányba (hátra pumpálás), vagy mindkét irányban együtt. A szivattyú energiája lehet 980 nm-es szivattyúenergia, 1480 nm-es szivattyúenergia vagy mindkettő kombinációja. Gyakorlatilag a leggyakoribb EDFA-konfiguráció az előremenetileg szivattyúzó-konfiguráció, 980 nm-es szivattyúenergia felhasználásával, a 2. ábra szerint.
2. ábra: Az EDFA konfigurációja 980 nm-es szivattyú energiával
Az EDFA alkalmazása
Megtanulása után mi az EDFA és az EDFA működési elve. Ezután megvitatjuk az EDFA jelentkezési űrlapjait és jelentkezési mezőit.
Booster erősítő
Rendszer-erősítőként történő alkalmazás esetén az EDFA egy optikai adó kimenetében kerül felhasználásra, hogy javítsa a multiplexelt többhullámú jel kimeneti teljesítményét, ahogy az a 3. ábrán látható. Ilyen módon meghosszabbítható az optikai kommunikáció átvitelének távolsága. . Ez az igénylőlap magasabb kimeneti teljesítményigényt jelent az EDFA számára.
3. ábra: Erősítő erősítő
előerősítő
Előerősítőként történő felhasználás esetén az EDFA-nak szüksége van az alacsony zaj és a nagy nyereség jellemzőire. Ezekkel a funkciókkal felszerelve az EDFA jelentősen javíthatja az optikai vevő érzékenységét, amikor az optikai vevő bemenetébe telepíti, amint azt a 4. ábra mutatja.
4. ábra: Az előerősítő
Vonal erősítő
Hálózati erősítőként történő használatakor az EDFA képes időszakonként kompenzálni a vonalak átviteli veszteségeit. Az OEO repeater helyettesítőjeként az EDFA közvetlenül képes erősíteni a vonalakban továbbított optikai jeleket. Ilyen módon megoldjuk a fotoelektromos cserék szűk keresztmetszetének problémáit, hogy megalapozzuk az optikai hálózatot (AON). Az 5. ábra az EDFA alkalmazását mutatja.
5. ábra: A vonal erősítő
Az EDFA a következő alkalmazási területekkel rendelkezik:
(1) Az EDFA alkalmazható a nagy kapacitású és nagy sebességű optikai kommunikációs rendszerben. Az EDFA alkalmazása nagyon konstruktív módon foglalkozik a vevők alacsony érzékenységével és a rövid átviteli távolsággal kapcsolatos problémákkal, amelyeket az OEO ismétlő hiánya okoz.
(2) Az EDFA használható hosszú távú optikai kommunikációs rendszerben. Az EDFA felhasználásával drasztikusan csökkenthetjük az építési költségeket azáltal, hogy megismételjük az ismétlők távolságát a regeneráló ismétlők mennyiségének csökkentése érdekében. A távolsági optikai kommunikációs rendszer elsősorban a szárazföldi törzs optikai átviteli rendszerét és a tengeralattjáró optikai szálas kábel átviteli rendszerét tartalmazza.
(3) Az EDFA felhasználható az optikai szál előfizetői hozzáférési hálózati rendszerben. Ha az átviteli távolság túl hosszú, az EDFA vonal erősítőként fog működni, hogy kompenzálja a vonalak átviteli veszteségeit, ezáltal jelentősen megnövelve az előfizetők számát.
(4) Az EDFA alkalmazható hullámhossz-osztásos multiplexelési (WDM) rendszerben, különösen a sűrű hullámhossz-osztásos multiplexelési (DWDM) rendszerben. Az EDFA használata a WDM rendszerben képes megoldani az inszertáció veszteség problémáit és csökkenteni a kromatikus diszperzió hatásait.
(5) Az EDFA felhasználható a közösségi antennatelevíziós (CATV) rendszerben. A CATV rendszerben az EDFA emlékeztető erősítőként működik, amely jelentősen javítja az optikai adó bemeneti teljesítményét. Az EDFA használata az optikai tápegységek beillesztési veszteségeinek kompenzálására jelentősen megnövelheti az elosztó hálózat méretét és növeli az előfizetők számát.
Következtetés
A fentiek alapján jól megértjük az EDFA-t, beleértve az EDFA működési elvét és alkalmazását. Az optikai erősítőkhöz elérhető különféle technológiák közül az EDFA technológia messze a legfejlettebb. Manapság az EDFA széles körben működik az optikai szálas kommunikációs hálózatokban. A kommunikációs technológiák továbbfejlesztésével az EDFA lesz a preferált választás a jövőbeli optikai erősítők számára. A széles dinamikus nyereségtartományú lassú nyereség, alacsony zajszint, magas telítettségű kimeneti teljesítmény és stabil működés, valamint kiváló tranziens visszaszorítás funkcióival felszerelve az EDFA egyre fontosabb szerepet játszik az optikai kommunikációs rendszerben az előfizetők jobb kiszolgálása érdekében.
