EN
Zesilování se stává klíčovou součástí moderních kabelově televizních (CATV) čistě optických sítí. Při průchodu optických signálů dlouhými vzdálenostmi dochází k jejich útlumu (snížení kvality optického signálu). 1550 nm EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) se stala univerzálním řešením a průmyslovým standardem pro návrh CATV sítí díky jedinečné kombinaci vlastností, jako jsou výkon, účinnost a rozšiřitelnost.
Technická převaha EDFA pro vlnovou délku 1550 nm
Důvod, proč lze zesilovače EDFA s vlnovou délkou 1550 nm široce nasazovat v sítích CATV, leží v základních fyzikálních principech. Vlnová délka 1550 nm spadá do okna minimálního útlumu konvenčního optického vlákna a zároveň do okna optimálního zisku pro vlákno dopované erbem. Zesilovač EDFA pro vlnovou délku 1550 nm funguje prostřednictvím optického zesílení signálu a nemá nic společného s převodem elektrických signálů na optické a naopak, čímž se vyhne složitosti a zpoždění regenerace typu O-E-O.
Mechanismus zesílení spočívá ve vyzáření prostřednictvím stimulované emise. Když se vstupní signál o vlnové délce 1550 nm šíří, tyto ionty jsou excitovány pomocí čerpadlového laseru (obvykle 980 nm nebo 1480 nm), čímž vznikne inverze populace. Všechny stávající fotony o vlnové délce 1550 nm způsobují, že excitované ionty vyzařují podobné fotony, a tím zesilují signál o vlnové délce 1550 nm bez jakékoli změny vlnové délky či fáze. Zisk se obvykle pohybuje v rozmezí 20 až 40 dB při velmi nízkém šumu, což je klíčové pro dosažení dobrého poměru nosné k šumu (CNR) u analogových i digitálních systémů CATV.
Povolení rozsáhlé síťové architektury
Systémy CATV jsou obvykle stromové a větvené, což vyžaduje jediné hlavní zařízení (headend), které posílá signály tisícům předplatitelů. Pokud by nedošlo k zesílení, optické signály by byly ztraceny ještě před prvními uzly v sousedství. Aby se tomuto problému zabránilo, lze použít Optický zesilovač CATV například EDFA na vlnové délce 1550 nm, který obnovuje sílu signálu na klíčových stanicích a umožňuje tak pokrytí vzdálenosti 100 km nebo více.
Výrobci jako například Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. vyvíjejí vysokovýkonová řešení EDFA na vlnové délce 1550 nm na bázi vláken spoludopovaných erbem a ytterbiem pro nasazení v rozsáhlých sítích. Tyto zesilovače dosahují celkového výstupního výkonu až 41 dBm, mají 64 nebo 128 výstupních portů a výstupní výkon na každém portu se pohybuje v rozmezí 13–23 dBm. To umožňuje využít jeden optický zdroj pro podporu tisíců optických uzlů a tak poskytuje základ pro ekonomický růst CATV FTTH sítí.
Podpora moderních služeb konvergence
Současné sítě CATV se stále více integrují se službami přenosu dat a hlasu, což je známé jako integrace tzv. triple play. Tento vývoj je umožněn zesilovačem pro vlnovou délku 1550 nm, který zajišťuje průhledné zesílení signálů v jakémkoli formátu. EDFA zesiluje rovnoměrně bez ohledu na to, zda přenáší analogové televizní signály, digitální signály QAM nebo IP data, pokud jsou signály na správné vlnové délce.
Pokročilý systém EDFA obsahuje vestavěný modul WDM, který umožňuje multiplexovat vlnové délky dat PON (1310 nm a 1490 nm) spolu se signály CATV (1550 nm) do jediného optického vlákna. To usnadňuje dodávku vysílacích video služeb zákazníkům za nižší náklady na nasazení, aniž by operátoři museli nasazovat další infrastrukturu při poskytování širokopásmového přístupu k Internetu a hlasových služeb.
Spolehlivost a inteligentní správa
Dnešní platformy EDFA pro vlnovou délku 1550 nm jsou vybaveny rozsáhlými funkcemi spolehlivosti, které jsou nezbytné pro služby CATV třídy operátora. Nejvýznamnější výrobci vybavují své produkty záložními napájecími zdroji s horkým přepínáním, obvody automatické regulace teploty (ATC) a automatické regulace výkonu (APC) ve svých zařízeních EDFA pro vlnovou délku 1550 nm, aby zajistily stabilní výstupní výkon s odchylkou ±0,1 dB. Pokročilé rozhraní pro správu, jako jsou webové rozhraní, SNMP, RS-232 a RS-485, umožňují dálkový dohled, konfiguraci a diagnostiku poruch.
Například společnost Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. investovala značné prostředky do automatizované výrobní linky, například do vysokorychlostní SMT linky přímo propojené s 3D SPI a AOI kontrolou – čímž dosáhla prvního průchodu výrobků s úspěšností 99,8 %. Tato výrobní přesnost zaručuje kvalitu požadovanou pro nepřetržitý provoz (24/7) v kritických sítích CATV a zajišťuje stabilitu i výkon.
Závěr
EDFA s vlnovou délkou 1550 nm se stalo preferovaným optickým zesilovačem pro CATV díky své schopnosti využít fyzikální vlastnosti optických vláken, cenově výhodnému rozšiřování na velké škále a poskytování služeb v rámci jediné infrastruktury. EDFA s vlnovou délkou 1550 nm je klíčovou technologií, která tento vývoj pohání, protože sítě CATV směřují k vyšší kapacitě a širšímu dosahu.