EDFA
Optické zosilňovače sú rozhodujúcou technológiou pre optické komunikačné siete, ktoré umožňujú prekonávanie obmedzenia straty vlákien prenášať veľa terabitov údajov na vzdialenosť od niekoľko sto kilometrov do tisícov kilometrov. EDFA ako prvý optický zosilňovač bežne používaný v optických komunikačných systémoch vyústil do dramatického nárastu prenosovej kapacity so zavedením systémov WDM. EDFA, ktoré sú vybavené funkciami vysokého výstupného výkonu, vysokého zisku, širokej šírky pásma, nezávislosti na polarizácii a nízkej hlučnosti, sa stali jedným z kľúčových komponentov používaných v optickom komunikačnom systéme novej generácie. Čo je to EDFA? Poznáte pracovný princíp EDFA?
Čo je EDFA?
Vláknový zosilňovač dopovaný Erbiom (EDFA) je optické opakovacie zariadenie, ktoré sa používa na zvýšenie intenzity optických signálov prenášaných cez komunikačný systém z optických vlákien. Optické vlákno je dopované erbiom prvku vzácnych zemín, takže sklenené vlákno môže absorbovať svetlo pri jednej frekvencii a vyžarovať svetlo pri inej frekvencii.
Pracovný princíp EDFA
Vláknina dopovaná erbiom (EDF) je jadrom technológie EDFA, ktorá je konvenčným kremíkovým vláknom dopovaným Erbiom. Ak je Erbium osvetlené svetelnou energiou pri vhodnej vlnovej dĺžke (buď 980 nm alebo 1480 nm), je motivované k prechodnému stavu s dlhou životnosťou, potom sa rozpadá späť do základného stavu vyžarovaním svetla v pásme 1525 - 1565 nm. , Erbium môže byť čerpané buď svetlom 980 nm, v tomto prípade prechádza nestabilným krátkym životným stavom pred rýchlym poklesom do kvázi stabilného stavu, alebo svetlom 1480 nm, v takom prípade je priamo vzrušený do kvázi stabilného stavu. , Keď je v takmer stabilnom stave, rozpadá sa na základný stav vyžarovaním svetla v pásme 1525 - 1565 nm. Tento proces rozkladu môže byť stimulovaný už existujúcim svetlom, čo vedie k zosilneniu. Pracovný princíp EDFA je uvedený na obrázku 1.
Obrázok 1: Pracovný princíp EDFA.
Baisc konfigurácia EDFA
Konfigurácia EDFA sa skladá hlavne z EDF, pumpovacieho lasera a komponentu (často označovaného ako WDM) na kombinovanie signálu a vlnovej dĺžky pumpy tak, aby sa mohli súčasne šíriť prostredníctvom EDF. V zásade môžu byť EDFA navrhnuté tak, že energia pumpy sa šíri v rovnakom smere ako signál (dopredu čerpanie), v opačnom smere ako signál (spätné čerpanie) alebo v oboch smeroch dohromady. Energia pumpy môže byť buď energia pumpy 980 nm, energia pumpy 1480 nm, alebo kombinácia oboch. Prakticky najbežnejšou konfiguráciou EDFA je konfigurácia čerpania vpred využívajúca energiu čerpadla 980 nm, ako je znázornené na obrázku 2.
Obrázok 2: Konfigurácia EDFA s energiou čerpadla 980 nm
Uplatňovanie EDFA
Po zistení toho, čo je EDFA, a pracovného princípu EDFA. Ďalej budeme diskutovať o žiadostiach a aplikačných poliach EDFA.
Zosilňovač zosilňovača
Keď sa použije ako zosilňovač zosilňovača, EDFA sa umiestni do výstupu optického vysielača, aby sa zlepšil výstupný výkon multiplexovaného signálu s vlnovou dĺžkou, ako je znázornené na obrázku 3. Týmto spôsobom je možné predĺžiť vzdialenosti prenosu optickej komunikácie. , Táto prihláška kladie požiadavku na vyšší výstupný výkon na EDFA.
Obrázok 3: Zosilňovač zosilňovača
predzosilňovač
Ak sa EDFA používa ako predzosilňovač, potrebuje prvky s nízkym šumom a vysokým ziskom. Keď sú EDFA vybavené týmito vlastnosťami, môžu významne zvýšiť citlivosť optického prijímača, keď sú nasadené na vstupe optického prijímača, ako je znázornené na obrázku 4.
Obrázok 4: Predzosilňovač
Line Amplifier
Ak sa EDFA použije ako zosilňovač vedenia, je schopný periodicky kompenzovať prenosovú stratu vedení. Ako náhrada za OEO zosilňovač môže EDFA priamo zosilňovať optické signály prenášané v riadkoch. Týmto spôsobom riešime problémové miesta fotoelektrickej výmeny, aby sme položili základy pre celú optickú sieť (AON). Obrázok 5 zobrazuje túto aplikáciu EDFA.
Obrázok 5: Lineový zosilňovač
EDFA má tieto oblasti použitia:
(1) EDFA sa môže používať vo vysokokapacitnom a vysokorýchlostnom optickom komunikačnom systéme. Aplikácia EDFA je veľmi konštruktívna na riešenie problémov nízkej citlivosti prijímačov a krátkych prenosových vzdialeností kvôli nedostatku opakovača OEO.
(2) EDFA sa môže využívať v diaľkovom optickom komunikačnom systéme. Využitím EDFA môžeme dramaticky znížiť náklady na výstavbu zvýšením rozostupu opakovačov, aby sme znížili množstvo regeneratívnych zosilňovačov. Diaľkový optický komunikačný systém zahŕňa najmä optický prenosový systém pozemného kmeňa a prenosový systém podmorských káblov z optických vlákien.
(3) EDFA sa môže použiť v systéme prístupovej siete pre optických vlákien. Ak sú prenosové vzdialenosti príliš dlhé, EDFA bude fungovať ako zosilňovač linky na kompenzáciu prenosových strát vedení, čím sa výrazne zvýši počet účastníkov.
(4) EDFA sa môže použiť v systéme multiplexovania s delením vlnovej dĺžky (WDM), najmä v systéme hustého multiplexovania s delením vlnovej dĺžky (DWDM). Využitie EDFA v systéme WDM dokáže vyriešiť problémy so stratou inzercie a znížiť vplyv chromatickej disperzie.
(5) EDFA sa môže využívať v systéme komunitných anténnych televízií (CATV). V systéme CATV funguje EDFA ako zosilňovač zosilnenia, ktorý výrazne zlepšuje vstupný výkon optického vysielača. Využitie EDFA na kompenzáciu straty vkladania optických rozbočovačov energie môže významne zväčšiť mierku distribučnej siete a zvýšiť počet účastníkov.
záver
Z vyššie uvedeného máme dobré vedomosti o EDFA vrátane pracovného princípu EDFA a jeho uplatňovania. Z rôznych technológií dostupných pre optické zosilňovače je technológia EDFA zďaleka najpokročilejšia. V súčasnosti je EDFA značne v komunikačných sieťach s optickými vláknami. S pokračujúcim vývojom komunikačných technológií sa EDFA stane preferovanou voľbou pre budúce optické zosilňovače. Keďže EDFA je vybavená plochým ziskom vo veľkom rozsahu dynamického zosilnenia, nízkym šumom, vysokým saturačným výstupným výkonom a stabilnou prevádzkou s vynikajúcim prechodným potlačením, bude hrať stále dôležitejšiu úlohu v optickom komunikačnom systéme, aby lepšie slúžila účastníkom.
