چگونه یک تقویت‌کننده‌ی نوری EDFA با توان بالا را برای پیاده‌سازی‌های گسترده‌ی FTTH انتخاب کنیم

هنگامی که شبکه‌ی فیبر-به-خانه (FTTH) به هزاران مشترک در سطح مناطق جغرافیایی گسترده گسترش می‌یابد، انتخاب راه‌حل مناسب تقویت نوری ضروری است. انتخاب یک تقویت‌کننده نوری با توان بالا می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کیفیت سیگنال، دامنه‌ی پوشش شبکه و هزینه‌ی کلی مالکیت داشته باشد. این راهنما یک راهنمای عملی برای مهندسان شبکه و ادغام‌کنندگان سیستم‌ها ارائه می‌دهد که در پیاده‌سازی‌های گسترده‌ی FTTH به دنبال تقویت‌کننده‌های با توان بالا هستند.

درک تفاوت بین EDFA و EYDFA

قدم اول در انتخاب یک تقویت‌کننده‌ی نوری با توان بالا درک تفاوت بین فناوری استاندارد EDFA و فناوری EYDFA است. این فناوری بر پایهٔ الیاف ناخالص اربیوم با یک روکش ساخته شده و با استفاده از لیزر پمپ با طول موج ۹۸۰ نانومتر، توانی معادل ۱۳ تا ۲۳ دسی‌بل‌میلی‌وات را در هر پورت خروجی تولید می‌کند؛ این در حالی است که شاسی آن ۱۶ یا ۳۲ پورت دارد و برای کاربردهای استاندارد FTTH در پروژه‌های جدید با دامنهٔ متوسط مناسب است.

در مورد نصب‌های گسترده با توان خروجی بیش از چند وات (بیش از ۱۰ وات)، از EYDFA (تقویت‌کننده‌ی فیبر مشابه اربیوم-ایتریوم) با دوپینگ هم‌زمان ایتریوم و ساختار پمپ دو لایه‌ای استفاده می‌شود که توان خروجی کلی ۲۷ تا ۳۳ دسی‌بل‌میلی‌وات را در یک مرحله تأمین می‌کند. این فناوری به‌ویژه برای پیکربندی‌هایی مناسب است که در آن‌ها نیاز به ۳۲، ۶۴ یا ۱۲۸ پورت خروجی روی یک قفسه‌ی تقویت‌کننده یا فاصله‌ی فیدر بیش از ۲۰ تا ۴۰ کیلومتر وجود دارد. شرکت شاندونگ وانشو اوپتوالکترونیک اکویپمنت کو.، لمیتد. این امکان را داشته است که ماژول‌های تقویت‌کننده‌ی فیبر مشابه اربیوم-ایتریوم با حفظ قطبش و توان ۱۰ وات را با موفقیت طراحی و تولید کند؛ که نشان‌دهنده‌ی توانایی تولیدی این شرکت در پاسخ به نیازهای چنین کاربردهای پ demanding است.

مشخصات کلیدی عملکردی که باید ارزیابی شوند

برای ارزیابی محصولات تقویت‌کننده‌ی فیبر نوری با توان بالا (EDFA)، چند پارامتر مهم باید در نظر گرفته شوند. «عدد نویز» (NF) نشان‌دهنده‌ی کاهش کیفیت سیگنال است؛ هرچه عدد نویز کمتر باشد، کیفیت سیگنال بهتر خواهد بود. عدد نویز مطلوب برای تقویت‌کننده‌های EDFA با عملکرد بالا در محدودهٔ ۴٫۰ دسی‌بل تا ۵٫۵ دسی‌بل قرار دارد و کاهش ۱ دسی‌بلی آن می‌تواند برد انتقال را ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش دهد. تعادل توان کانال در سیستم‌های چندکاناله باید در باند C (۱۵۳۰ تا ۱۵۶۵ نانومتر) در محدودهٔ ±۰٫۵ دسی‌بل تا ±۱٫۵ دسی‌بل حفظ شود.

پایداری توان خروجی تحت شرایط ورودی متفاوت نیز برای راه‌حل‌های EDFA در شبکه‌های FTTH ضروری است. تقویت‌کننده‌هایی را جستجو کنید که دارای حالت‌های APC (کنترل خودکار توان)، ACC (کنترل خودکار جریان) و AGC (کنترل خودکار بهره) باشند تا بتوانید پایدارسازی دقیق را تأمین کنید. این حالت‌های کنترلی به‌ویژه در پیاده‌سازی پیکربندی‌های EDFA چندپورته برای پاسخگویی به تراکم‌های متفاوت مشترکین اهمیت زیادی دارند.

نقش سازگاری با XGS-PON و قابلیت عبور

ظهور سرویس‌های دادهٔ اکس‌جی‌اس-پان امکان ترکیب پوشش ویدئویی پخشی با سرویس‌های داده را در شبکه‌های مدرن فت‌تی‌اچ فراهم کرده است. این موضوع به‌ویژه هنگام انتخاب تقویت‌کننده‌ای با توان بالا برای عبورِ اکس‌جی‌اس-پان اهمیت دارد؛ یعنی توانایی عبور فیزیکی طول‌موج‌های پان (۱۲۷۰ نانومتر، ۱۴۹۰ نانومتر، ۱۵۷۷ نانومتر) از طریق قفسهٔ تقویت‌کننده و تنها تقویت سیگنال پخشی ۱۵۵۰ نانومتر.

این راه‌حل نیازمند یک ترکیب‌کننده با عملکرد بالا است که هم پورت‌های کام و پان و هم سرویس سی‌اِی‌تی‌وی را پشتیبانی کند. از جمله مشخصات کلیدی آن محدودیت تلفات درجی در مسیر پان برابر با حداکثر ۱ دسی‌بل، جداسازی بیش از ۳۰ دسی‌بل بین گیرندهٔ او ال تی و توان ۱۵۵۰ نانومتر برای کاهش خطر دریافت سیگنال بازگشتی، و تلفات بازگشتی بیش از ۴۵ دسی‌بل برای محدود کردن پراکندگی معکوس رِیلی است. امکان اعمال همزمان تقویت سی‌اِی‌تی‌وی و پان روی یک فیبر تغذیه‌کننده، صرفه‌جویی قابل‌توجهی در هزینه‌های سرمایه‌ای نسبت به راه‌حل کابلی جداگانه ایجاد می‌کند.

ارزیابی توانایی تولید و پایداری تأمین

مشخصات فنی به تنهایی کافی نیست؛ بلکه محیط تولید و سیستم کیفیت سازنده است که قابلیت اطمینان بلندمدت را تعیین می‌کند. با توجه به الزامات سختگیرانهٔ تولید محصولات نورالکترونیکی، شرکت تجهیزات نورالکترونیکی شاندونگ وانشو محدوده، مجتمع تولیدی مدرنی به مساحت ۷۵۰۰ مترمربع دارد که شامل ۱۲ واحد تولیدی با درجه خلوص بالا و بدون گرد و غبار است. این شرکت خطوط تولید خودکار تمام‌فرآیندی را راه‌اندازی کرده است؛ از جمله دستگاه نصب تراشهٔ SMT با سرعت بالا که با سیستم‌های ۳D SPI و ۳D AOI به‌صورت مستقیم اتصال یافته و نرخ اتصال آن ۹۹٫۸ درصد است، و همچنین خطوط تولید لحیم‌کاری موجی بدون سرب.

با کنترل کامل فرآیند تولید، از مواد اولیه تا محصولات نهایی، سازندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که هر دسته از محصولات از نظر کیفیت و عملکرد یکسان است. ظرفیت تولید بیش از ۳۰۰۰ تقویت‌کننده فیبر در ماه است و تیم‌های فنی شامل تعداد زیادی از افراد با صلاحیت بالا هستند که این امر امکان تحویل پایدار پروژه‌های بزرگ FTTH را توسط سازندگان معتبر فراهم می‌کند.

هزینه کل مالکیت و آمادگی برای آینده

هنگام انتخاب تقویت‌کننده نوری با توان بالا، صرفاً در نظر گرفتن قیمت واحد کافی نیست؛ بلکه باید هزینه کل مالکیت را ارزیابی کرد. گزینه‌های گسترش آینده شبکه، افزایش تعداد پورت‌ها، تحول به PON با سرعت‌های ۲۵G/۵۰G و مدیریت از راه دور تقویت‌کننده از طریق رابط‌های SNMP و وب را در نظر بگیرید. پیکربندی تقویت‌کننده‌های EDFA چندپورته امکان خروجی انعطاف‌پذیری (مانند ۸ × ۲۲ دسی‌بل‌میلی‌وات، ۱۶ × ۲۰ دسی‌بل‌میلی‌وات یا ۳۲ × ۱۹ دسی‌بل‌میلی‌وات) را فراهم می‌کند تا ظرفیت تقویت‌کننده با تراکم مشترکان تطبیق داده شود و مصرف انرژی کاهش یابد.

هزینه‌های بلندمدت همچنین استحکام زیست‌محیطی را نیز در نظر می‌گیرند. نکتهٔ کلیدی یافتن تقویت‌کننده‌هایی است که بتوانند در محدودهٔ دمایی گسترده‌ای (از ۵- درجه سانتی‌گراد تا ۶۵ درجه سانتی‌گراد) کار کنند، دارای منابع تغذیهٔ پشتیبان باشند و از حفاظت در برابر بار اضافی برخوردار باشند تا در سناریوهای مختلف نصب، پایداری ۲۴ ساعته در شبانه‌روز را تضمین کنند. اندازه‌گیری داخلی بازتاب عقب، نظارت مبتنی بر وب و قابلیت جابجایی ورودی نوری، دید عملیاتی را فراهم می‌کنند و زمان صرف‌شده برای عیب‌یابی و نگهداری را در طول عمر سیستم به حداقل می‌رسانند.

نتیجه‌گیری

هنگام انتخاب یک تقویت‌کنندهٔ نوری با توان بالا برای پیاده‌سازی‌های گستردهٔ FTTH، باید ترکیبی از عملکرد فنی، سازگاری با معماری‌های PON، کیفیت ساخت و ملاحظات عملیاتی را در نظر گرفت. هنگامی که نیاز به پشتیبانی از توان خروجی فوق‌العاده بالا برای چندین پورت و همزیستی با XGS-PON وجود دارد، فناوری EYDFA قوی‌ترین راه‌حل است. با تولیدکنندگانی همکاری کنید که سابقهٔ تأمین محصولات پایدار با سیستم‌های کنترل خودکار کیفیت و تأسیسات تولید اثبات‌شده برای کاربردهای سنگین درجهٔ اپراتور را دارند. به‌عنوان مثال، شرکت Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. خطوط تولید عمودی‌شده‌ای دارد؛ توسعهٔ ماژول EYDFA با توان ۱۰ وات، گواهی بر مهارت‌های بالغ در ساخت تقویت‌کننده‌های با توان بالا است.