راهنمای انتخاب تقویت‌کننده‌های فیبر نوری برای شبکه‌های بلندبرد

هنگام طراحی یک شبکه فیبر نوری بلندبرد، چندین عامل مهم باید در نظر گرفته شوند: صحت سیگنال، بودجه توان و هزینه زیرساخت. سیگنال‌های ارسالی از طریق فیبر همواره با افزایش فاصلهٔ طی‌شده، کمی تضعیف و پراکنده می‌شوند. سیگنال‌ها تقویت‌کننده فیبر نوری نقشی اساسی در رفع این چالش‌ها ایفا می‌کند. این سند به بررسی ملاحظات کلیدی طراحی در تعیین تقویت‌کنندهٔ مناسب برای شبکه‌های بلندبرد، شهری و دسترسی می‌پردازد تا بالاترین عملکرد، قابلیت اطمینان و کمترین هزینهٔ کل مالکیت (TCO) حاصل شود.

درک نقش تقویت‌کننده فیبر نوری در معماری شبکه

ا تقویت‌کننده فیبر نوری مستقیماً سیگنال‌های نوری را در حوزه نوری تقویت می‌کند، بدون اینکه نیازی به تبدیل به انرژی الکتریکی و سپس بازگشت به حالت نوری باشد. روش کاملاً نوری امکان انتقال شفاف سیگنال‌ها را در طول چندین طول موج فراهم می‌کند؛ بنابراین در سیستم‌های WDM ضروری است. هنگامی که یک شبکه فیبری از ۴۰ کیلومتر فراتر می‌رود، همیشه لازم است تقویت‌کننده مناسبی در جای خود نصب شده باشد، زیرا این تقویت‌کننده فاصله، ظرفیت و امکان‌پذیری شبکه را تعیین می‌کند.

در هنگام انتخاب یک تقویت‌کننده سیگنال نوری در اینجا، مهندسان شبکه سه پارامتر را در نظر می‌گیرند: سطح تقویت سیگنال نوری، شکل‌گیری نویز (Noise Figure) در اجزای نوری و همچنین طول‌موج‌های مناسب برای تقویت‌کننده. برای بیشتر شبکه‌های بلندبرد که در پنجره ۱۵۵۰ نانومتری (پنجره تلفات کم برای فیبر تک‌نمودی استاندارد) کار می‌کنند، تقویت‌کننده‌های EDFA رایج‌ترین راه‌حل شده‌اند. در شبکه‌هایی که فاصله آن‌ها از ۸۰ کیلومتر بیشتر است و نسبت تقسیم بیش از ۱:۶۴ می‌باشد، گزینه‌های دیگری مانند تقویت‌کننده‌های نوری با توان بالا ممکن است مطرح شوند.

مقایسهٔ EDFA و EYDFA: انتخاب کلاس توان مناسب

این EDFA معمولاً رایج‌ترین فیبر نوری مورد استفاده است، زیرا خروجی آن تا ۲۳ دسی‌بل‌میلی‌وات در هر پورت و عدد شکل‌دهندهٔ نویز آن تا ۴٫۰ دسی‌بل است. فاصلهٔ تغذیهٔ شبکهٔ منطقه‌ای بین ۱۵ تا ۲۵ کیلومتر با نسبت‌های تقسیم کوچک‌تر (۱:۳۲ تا ۱:۶۴) به‌خوبی با فیبر نوری EDFA سازگار است، چرا که این فیبر از نظر هزینه و عملکرد تعادل مناسبی دارد و قابلیت ارائهٔ خروجی بالا تا ۲۳ دسی‌بل‌میلی‌وات را فراهم می‌کند. این فناوری بلوغ یافته است و بر اساس استانداردهای دقیق تولید می‌شود؛ مانند ۱۲ کارگاه بدون‌گرد و با کیفیت بالا و خطوط کاملاً خودکار SMT در شرکت تجهیزات الکترونیکی نوری شاندونگ وانشو، که این امر باعث قابلیت اطمینان بالای فیبر نوری EDFA برای سال‌های آینده می‌شود.

در برنامه های کاربردی روستایی، RFoG، یا جایی که یکپارچه سازی چندین مکان پایان به یک سر پایان کارآمد است، و نسبت های تقسیم بزرگتر (1:128) فشار داده می شود یا فاصله های تغذیه 30-50 کیلومتر، EYDFA ایده آل است. EYDFA دارای خروجی های قدرت تا 33 dBm و با قیمت کمی بالاتر از میزان سر و صدا (4.5-5.5dB) و مصرف انرژی است، اما طولانی ترین محدوده را ارائه می دهد و تعداد اجزای فعال مورد نیاز را کاهش می دهد.

مشخصات مهم برای عملکرد در مسافت های طولانی

هنگامی که در مورد تقویت‌کننده فیبر نوری برای استفاده در برنامه های کاربردی راه دور، سطح پذیری افزایش در شبکه های WDM با سیگنال های متعدد انتقال بسیار مهم می شود، بنابراین یک شبکه که در محدوده ± 0.5dB در باند C ارائه می دهد برای تمام سیگنال ها در سطوح مشابه تقویت می شود. نسبت سیگنال-شور نوری در اینجا کلیدی می شود، زیرا ارزش های OSNR تخریب کننده محدود می کنند که آیا آستانه FEC باید مورد استفاده قرار گیرد و تا چه حد برای حاشیه سیستم کامل.

مکان‌یابی تقویت‌کننده نیز در شبکه‌های بلندبرد بسیار حیاتی است. استاندارد عمومی این است که در یک شبکه بلندبرد از یک اپتیک هر ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتر استفاده شود، به‌طوری‌که باید مراقب بود که بودجهٔ OSNR شبکه تجاوز نشود و از تکنیک‌های مناسب تقویت استفاده گردد. از سوی دیگر، در شبکه‌های دسترسی، قرار دادن تمام اپتیک‌ها در مرکز اصلی (هِدِند) با نسبت‌های تقسیم بالاتر، منطقی است. شبکه‌ای که علاوه بر این، تأمین‌کننده‌های برق قابل تعویض گرم (hot-swappable) داشته باشد یا قابلیت SNMP را در تأمین‌کننده‌های برق خود پشتیبانی کند، نیز برای قابلیت خدمات‌رسانی ایده‌آل محسوب می‌شود.

کیفیت سخت‌افزار و تعالی در تولید

قابلیت اطمینان نهایی امپلیفر فیبر مستقیماً به کیفیت و فرآیند تولید مربوط می‌شود. انجام کارهای دقیق در محیط تمیز (کلین‌روم) برای دستیابی به عملکرد نوری بهینه و کاهش حداکثری احتمال خرابی در محل نصب — که منجر به توقف گران‌قیمت تولید می‌شود — ضروری است. شرکت شاندونگ وانشو اوپتوالکترونیک اِکویپمنت المحدوده، خط تولیدی کاملاً عمودی و یکپارچه دارد که قادر است تمام مراحل از جمله نصب سطحی (SMT)، لحیم‌کاری موجی و حتی ساخت خود دستگاه‌ها را انجام دهد. توانایی شرکت شاندونگ وانشو اوپتوالکترونیک اِکویپمنت المحدوده در حفظ نرخ اتصال مستقیم ۹۹٫۸ درصدی و ثبات عملکردی بیش از ۷۲۴ ساعت، سطح کیفیت مورد نیاز در بازار امروزی را نشان می‌دهد.

اتخاذ تصمیم نهایی

برای مرحلهٔ نهایی در تعیین اینکه چگونه تقویت‌کننده فیبر نوری ساخته خواهد شد، بودجه توان نوری خود را تعیین کنید و تمام تلفات ناشی از اتصال‌های جوشی، کانکتورها و تقسیم‌کننده‌ها را در نظر بگیرید؛ اگر مجموع تلفات شما کمتر از ۲۵ دسی‌بل باشد، استفاده از یک تقویت‌کننده نوری EDFA استاندارد ارزش بررسی دارد. در غیر این صورت، برای نسبت‌های تقسیم بالاتر و فواصل طولانی‌تر ممکن است نیاز به تقویت‌کننده EYDFA باشد—که تعداد اجزای فعال مورد نیاز را کاهش می‌دهد، هرچند قیمت واحد آن بالاتر است. با انتخاب راه‌حل‌های نوری مناسب از شرکتی که تخصص لازم در ساخت اپتیک‌های با بالاترین کیفیت را دارد، می‌توانید اطمینان کافی از شبکه فیبر نوری خود داشته باشید.