EYDFA срещу EDFA: Кой влакнен усилвател отговаря на изискванията на мрежите FTTH с висока мощност?

С развитието на мрежите „оптика до дома“ (FTTH) за предоставяне на приложения с голяма консумация на лентовата ширина – като потоково предаване на видео в разрешение 8K, облачни игри и корпоративна свързаност – търсенето на оптични усилватели с висока мощност е по-голямо от всякога. При проектирането на мрежа или системна интеграция мрежовите инженери и интеграторите на системи често трябва да избират между два типа влакнени усилватели: EDFA (усилвател с ербиево-допирано влакно) и неговия по-мощен аналог – EYDFA (усилвател с ербиево-итербиево-допирано влакно). В тази статия се представя подробно техническо сравнение, което ще ви помогне по-лесно да направите избор между тези две технологии за усилване и да определите коя от тях е най-подходяща за вашата FTTH мрежа с висока мощност.

Техническата основа: Какво отличава EYDFA от EDFA?

И EDFA, и EYDFA изглеждат еднакви и използват йони на ербий като активна среда за усилване на оптични сигнали в C-диапазона (1530–1565 нм). Но физическите принципи са различни. В традиционния EDFA се използва едномодово ядрено накачване, при което накачващата светлина (обикновено при 980 нм или 1480 нм) се ограничава в ядрото на фибрата. Това проектиране естествено води до ниско поглъщане на накачващата мощност и изходната мощност от клетките е ограничена до около 23 dBm (200 mW/канал) заради нелинейното поведение на клетките и ограниченията върху мощността на накачващите диоди.

EYDFA, от друга страна, предлага влакнена структура с двойна обвивка, легирана с ербий и итербий. Йоните итербий (Yb³⁺) са сенсибилизатори, които абсорбират изключително ефективно многомодовия насочен лъч в спектралния диапазон 915–980 nm и прехвърлят енергията към йоните ербий чрез резонансен процес на енергиен пренос. EYDFA осигурява изходна мощност над 1 ват при търговски модули – до 27–35 dBm (0,5–3 W), а дори и до 41 dBm (12 W) при конфигурации за монтаж в стойка, благодарение на комбинацията от тази конструкция с двойна обвивка и ядро с голяма площ на мода. EYDFA е идеален усилвател за приложения с оптичен усилвател с висока мощност поради отличната си способност да преодолява ефекта на наситяване на пумп-абсорбцията при конвенционалните EDFA .

Сравнение на показателите: мощност, усилване и шумов фактор

Сред горепосочените параметри изходната мощност е най-важният при сравнението на EDFA и EYDFA за FTTH. Стандартният EDFA осигурява 13–23 dBm на всеки изходен порт и е подходящ за пасивни разклонения 1:64 при средни разстояния (10–20 km). При обаче при пасивни разклонения 1:128 или 1:256 към високоплътни градски жилищни комплекси оптическият бюджет на EDFA може да се окаже недостатъчен. Съществува обаче усилвател EYDFA, който осигурява 27–33 dBm на порт, което е еквивалентно на четворно увеличаване на наличната мощност без използване на активна регенерация по средата на линията.

Друг важен фактор, който трябва да се има предвид, е равномерността на усилването. EYDFA демонстрира добра равномерност на усилването в целия C-диапазон (от 1530 nm до 1565 nm) благодарение на оптимизирани съотношения на съдопинг и разпределение на накачващата мощност. За WDM (мултиплексиране по дължина на вълната) надстройки в FTTH тази равномерност е особено желателна, тъй като сигналите от WDM системите трябва да се усилват до еднакво ниво, за да се запази качеството на надстройките (като CATV на 1550 nm и RF надстройка на 1578 nm).

Сценарии на приложение: Къде се проявява всяка от тези усилвателни системи?

Изборът между EYDFA и EDFA в крайна сметка зависи от контекста на разгъване. При типичното FTTH приложение, където коефициентът на разделяне е 1:32 или 1:64, а дължината на фидър линията е по-малка от 20 km, използването на конвенционален EDFA е най-икономичният вариант. Той осигурява доказана надеждност, компактни формфактори от 1U или 2U и стабилни вериги за доставки.

За мрежи с висока мощност FTTH, особено тези, насочени към разпространение на CATV в големи мащаби, обаче EYDFA става най-добрата опция в сравнение с RFoG (RF over Glass) за селски широколентови мрежи или тройна интеграция. Сега си представете, че имате един оптичен линеен терминал (OLT), свързан с четири каскадни делители 1:256, всеки от които обслужва по 1024 абоната. По този начин топологията може да се задвижи от един-единствен усилвател EYDFA с изходна мощност 33 dBm, което е изключително удобно за конфигуриране на мрежата и значително намалява броя на точките на повреда. По същия начин, за по-дълги фидерни дължини към групови блокове (30–40 km) EYDFA може да осигури допълнителния мощностен бюджет, необходим за компенсиране на загубите поради затихване и деление, без да се налага скъпата инсталация на дистанционен усилвателен шкаф.

Освен това EYDFA предлага предимства при усилване в пулсиращ режим и потискане на преходни процеси за употреба в решения за оптични усилватели с висока мощност в междусервизни връзки на центрове за обработка на данни и системи за сензорно наблюдение, като надминава конвенционалните конструкции на EDFA.

Анализ на разходите и ползите: обща икономика на системата

Общата икономика на системата може да благоприятства високомощния вариант на усилвател EYDFA в сравнение с EDFA с подобни характеристики. В архитектурите с разпределено усилване единичният EYDFA заменя 4–8 каскадирани EDFA-устройства. Тази консолидация води до спестявания в разходите за закупуване на оборудване, място в стойка, електрозахранване и поддръжка. Освен това опростената верига за предаване на сигнала намалява натрупването на деградация на шумовия фактор, която може да достига 0,5–1 dB за всяка каскадирана EDFA-стъпка.

Освен това лазерът за накачване на EYDFA има по-висока надеждност. EYDFA-модулите са широко достъпни и използват евтини, високомощни многомодови диодни лазери за накачване вместо скъпите едномодови лазери за накачване, което осигурява по-високо средно време между отказите (MTBF) и по-ниски разходи за подмяна през типичния 10-годишен жизнен цикъл на мрежата.

Защо да изберете Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd.?

Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. притежава обширен опит в областта на продуктите за усилване на влакна и предлага проверени решения EDFA и EYDFA. Серията 77FEYA2 от 2U високомощни EYDFA усилватели на компанията използва напреднала технология с двойно обвивка и съвместно легирана с ербий и итербий фибра, която осигурява общ изход до 41 dBm (над 12 W) с гъвкави конфигурации от 4, 8, 16, 32 и 64 порта, за да отговаря на разнообразните топологии на мрежите. Интелигентен контрол на усилването, пълно наблюдение на алармите и горещо заменяеми резервни захранвания гарантират непрекъснато функциониране 24/7.

Превъзходството на продуктите се гарантира от производствената мощ на Shandong Wanshuo. Компанията управлява 12 висококачествени цеха за пречистване, постига 99,8 % първоначален процент на изпълнение при SMT производството и използва напълно автоматизирана вълнова лепка с AOI инспекция. Независимият екип за научни изследвания и разработки на компанията разработва и доставя интелигентни системи за тестване с пълна проследимост на данните през целия процес, които са довели до решения за оптични усилватели с висока мощност, съответстващи на сертификатите CE, FCC и RoHS. Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. предлага технологията и производствената мощ – от пилотни проекти до национално разгръщане – на всеки оператор на мрежа, който търси най-доброто равновесие между мощност, производителност, надеждност и икономическа ефективност в своите FTTH разгръщания.