EN
S rozvojem sítí FTTH (optické vlákno až do domácnosti) pro poskytování šírokopásmových aplikací, jako je streamování videa ve formátu 8K, cloudové hraní a podnikové připojení, je poptávka po optických zesilovačích vysokého výkonu vyšší než kdy dříve. Při návrhu sítě nebo systémové integrace si síťoví inženýři a integrační specialisté často musí vybrat mezi dvěma typy optických vláknových zesilovačů: EDFA (erbiový dopovaný vláknový zesilovač) a jeho výkonnějším protějškem, EYDFA (erbiový a ytterbiový dopovaný vláknový zesilovač). Tento článek poskytuje podrobné technické srovnání, které vám usnadní výběr mezi těmito dvěma technologiemi zesilovačů a pomůže určit, který z nich je nejvhodnější pro vaši nasazení FTTH vysokého výkonu.
Technický základ: Co odlišuje EYDFA od EDFA?
Oba typy EDFA i EYDFA zdají se být stejné a obě využívají ionty erbium jako aktivní prostředí ke zvyšování optických signálů v pásmu C (1530–1565 nm). Fyzikální princip však je jiný. V tradičním EDFA se používá čerpání jednomódového jádra, při němž je čerpací světlo (obvykle vlnové délky 980 nm nebo 1480 nm) soustředěno do jádra vlákna. Tento návrh přirozeně vede k nízkému absorbčnímu výkonu čerpadla a výstupní výkon z buněk je omezen na přibližně 23 dBm (200 mW/buňka) na kanál kvůli nelineárnímu chování buněk a výkonovým limitům čerpacích diod.
EYDFA na druhou stranu využívá dvouvrstvého optického vlákna dopovaného erbem a ytterbiem. Ytterbiové ionty (Yb³⁺) jsou citlivé centra, která velmi účinně absorbují vícemodový čerpací svazek v spektrálním rozsahu 915–980 nm a předávají energii erbiovým iontům prostřednictvím rezonančního přenosu energie. EYDFA nabízí výstupní výkon přesahující 1 watt u komerčních modulů, až 27–35 dBm (0,5–3 W), a dokonce až 41 dBm (12 W) u rackových konfigurací, díky kombinaci tohoto dvouvrstvého návrhu a jádra s velkou plochou módu. EYDFA je ideálním zesilovačem pro aplikace vysokovýkonových optických zesilovačů díky vynikající schopnosti překonat efekt nasycení absorpce čerpaní u běžných EDFA .
Porovnání výkonu: výkon, zisk a šumový faktor
Mezi výše uvedenými parametry je výstupní výkon nejdůležitějším parametrem při porovnávání EDFA a EYDFA pro FTTH. Standardní EDFA poskytuje 13–23 dBm na každý výstupní port a je vhodná pro pasivní děliče s poměrem rozdělení 1:64 pro střední vzdálenosti (10–20 km). Při použití pasivních děličů s poměrem 1:128 nebo 1:256 pro vysoce husté městské bytové komplexy však může optický rozpočet EDFA nestačit. Existuje však zesilovač EYDFA, který poskytuje 27–33 dBm na port, což odpovídá čtyřnásobnému zvýšení dostupného výkonu bez nutnosti aktivní regenerace v průběhu trasy.
Dalším důležitým faktorem je rovnost zisku. EYDFA vykazuje dobré rovnoměrné zesílení v celém C-pásmu (od 1530 nm do 1565 nm) díky optimalizovaným poměrům spoludopování a rozložení čerpadel. Pro systémy WDM (Wavelength-Division Multiplexing) v rámci FTTH je rovnost zisku zvláště žádoucí, protože signály z WDM systémů musí být zesíleny na stejnou úroveň, aby se zachovala kvalita překrývajících se signálů (např. CATV na 1550 nm a RF překrytí na 1578 nm).
Scénáře použití: Kde se který zesilovač osvědčí nejlépe?
Volba mezi EYDFA a EDFA nakonec závisí na kontextu nasazení. V typické FTTH aplikaci, kde je poměr dělení 1:32 nebo 1:64 a délka napájecího vedení je kratší než 20 km, je použití konvenčního EDFA nejekonomičtější možností. Poskytuje ověřenou spolehlivost, malé rozměry ve formátu 1U nebo 2U a stabilní dodavatelské řetězce.
Pro výkonné sítě FTTH, zejména ty zaměřené na rozsáhlé distribuční systémy CATV, se však EYDFA stává nejlepší volbou ve srovnání s RFoG (RF over Glass) pro venkovský širokopásmový přístup nebo konvergencí služeb triple play. Představte si nyní, že máte jeden optický linkový terminál (OLT) připojený ke čtyřem kaskádám děličů 1:256, každá s 1 024 předplatiteli. Topologie tak může být napájena jediným zesilovačem EYDFA s výstupní úrovní 33 dBm, což je velmi výhodné pro konfiguraci sítě a výrazně snižuje počet míst možných poruch.
Navíc EYDFA nabízí výhody při zesilování v režimu burst a potlačení přechodových jevů pro použití ve výkonných optických zesilovačích v propojeních datových center a senzorových systémech, a tím překonává konvenční návrhy EDFA.
Analýza nákladů a přínosů: Celková ekonomika systému
Celková ekonomika systému může upřednostňovat vysokovýkonovou variantu zesilovače EYDFA oproti EDFA s podobným výkonem. V architekturách distribuovaného zesílení jeden EYDFA nahradí 4 až 8 sériově zapojených jednotek EDFA. Toto sloučení šetří náklady na pořízení zařízení, místo v racku, energii a údržbu. Navíc zjednodušený signálový řetězec snižuje kumulativní degradaci šumového čísla, která činí 0,5 až 1 dB na každou sériově zapojenou stupeň EDFA.
Kromě toho má čerpadlový laser EYDFA vyšší spolehlivost. Moduly EYDFA jsou široce dostupné a využívají levné, vysokovýkonové multimódové čerpadlové diody místo drahých jednomódových čerpadlových laserů, což poskytuje vyšší střední dobu mezi poruchami (MTBF) a nižší náklady na výměnu během typického desetiletého životního cyklu sítě.
Proč si vybrat společnost Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd.?
Společnost Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. má rozsáhlé zkušenosti v oblasti produktů pro optické zesilovače a nabízí spolehlivá řešení EDFA a EYDFA. Série 77FEYA2 je 2U vysokovýkonový EYDFA zesilovač, který využívá pokročilou technologii dvojitého pláště vlákna s kódováním erbium–ytterbium, poskytující celkový výstup až 41 dBm (přes 12 W) s flexibilními konfiguracemi 4, 8, 16, 32 a 64 portů pro přizpůsobení různým topologiím sítí. Inteligentní řízení zisku, kompletní sledování poplachů a výměnné redundantní napájecí zdroje umožňují nepřetržitý provoz 24/7.
Výjimečná kvalita výrobků je zaručena výrobní kapacitou společnosti Shandong Wanshuo. Společnost provozuje 12 vysoce kvalitních čistých dílen, dosahuje výnosu prvního průchodu 99,8 % v SMT výrobě a používá plně automatizované vlnové pájení s kontrolou AOI. Nezávislý tým výzkumu a vývoje společnosti vyvíjí a dodává inteligentní testovací systémy s úplnou sledovatelností dat po celém výrobním procesu, které vedly k vytvoření řešení optických zesilovačů vysokého výkonu splňujících certifikace CE, FCC a RoHS. Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. nabízí technologii a výrobní kapacitu – od pilotních projektů až po celonárodní nasazení – všem provozovatelům sítí, kteří hledají optimální rovnováhu mezi výkonem, spolehlivostí a cenovou efektivitou ve svých FTTH nasazeních.