מגבר סיבים מוגדר ארביום: עקרון הפעולה, הגברה ושימושים

מגבר סיבים מזוהמים באירביום (EDFA) היא אחת הטכנולוגיות המהפכניות ביותר בתקשורת אופטית נוכחית. ה-EDFA זמין מסחרית מאז ראשית שנות ה-90 של המאה העשרים וגרם למהפכה ברשתות סיב אופטי לטווח ארוך על ידי הספקת הגברת אות אופטית מלאה ללא צורך בשחזור אופטו-אלקטרוני יקר. חברת Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. היא יצרנית מקצועית של ציוד תקשורת אופטית, אשר מחויבת לספק פתרונות משלב אחד לרשתות תקשורת ולמגברים סיב אופטי, בעיקר מוצרים מסוג EDFA ו-EYDFA.

עקרון הפעולה של ה-EDFA

מגבר סיב דופדף אירביום מבוסס על עקרונות פיזיקת הלייזר וספקטרוסקופיה של יסודות נדירים. חומר ההגברה הוא קטע קצר של סיב אופטי משאבה שנדופד ביונים טריוולנטיים של אירביום (Er³⁺). היונים האלה יכולים להثار לרמות אנרגיה גבוהות יותר באמצעות פומפינג של דיודה לייזר באורך גל של 980 ננומטר או 1480 ננומטר, מה שמוביל להיפוך אוכלוסייה.

היונים המעוררים, בעקבות הפליטה המושרית, מייצרים פוטונים קוהרנטיים באורך גל, מופע וכיוון זהים לפוטונים של האות הנכנס כאשר הם עוברים דרך הסיב המזוהם, אשר נופלים בטווח ה-C (1530–1565 ננומטר). תהליך זה מעניק הגברת אופטית ללא המרה חשמלית של האות, מה שמהווה מאפיין חשוב לאדפרות לשימוש במערכת חלוקת אורך גל (WDM). הפרעה הדדית בין ערוצי אורך גל שמוגברים בו זמנית מדוכאת בשל זמן החיים הארוך של המצב העליון (מספר מילישניות) ברמת ה-⁴I₁₃/₂.

מאפייני ההגבר של אדפרא

הגבר של אדפרא הוא אחד הפרמטרים החשובים המשפיעים על ביצועי המגביר ביישומים שונים. הגבר הרגיל בגודל קטן הוא 20–40 דב, עד 20 דבמ או יותר בתצורות מגביר. ביישומים דרמטיים במיוחד של DWDM, האדפרא ל-DWDM של שנדונג וואנשוא מסוגל לספק הגבר גבוה עד 40 דב והספק יציאה עד 26 דבמ.

טְוַחַת הָרֶוַח הַמְגַדֵּל שֶל EDFA מַעֲבִירָה כְּמוֹ 35 נ"מ בַּפַּסָּה הַנִּרְמָלִית C (1530–1565 נ"מ) וְיָכוֹל לְהִמָּשֵׁךְ לַפַּסָּה L (1565–1625 נ"מ) בְּאָפֶן מְתֻקָּן עַל־יְדֵי הַזְרָקַת אֹר וְעִצּוּב הַסִּיב. אֲבָל ה־EDF הַלֹּא־מְעֻבָּד יֵשׁ לוֹ טְוַחַת רֶוַח מְגַדֵּל לֹא־מְתֻקֶּנֶת, וְזֶה מַכְרִיחַ אֶת שִׁמּוּשׁ מְסַנְנֵי הַשְׁוָוַת רֶוַח בִּמְעָרְכוֹת WDM. כְּדֵי לִפְתֹּר אֶת הַבְּעִיָּה הַזֹּאת, Shandong Wanshuo מְשַׁמֶּשֶׁת טֶכְנוֹלוֹגְיַת הַשְׁוָוַת רֶוַח מְדוּיֶּקֶת, מְטַוְּזֶקֶת אֶת עִצּוּב הַסִּיב הַמְדֻגָּם בְּאֶרְבִּיוּם, וּמְשַׁמֶּשֶׁת מְשַׁוְּוים לִרְוַח כְּדֵי לְהַשִּׂיג תְּכוּנוֹת רֶוַח שְׁטוּחוֹת בְּתוֹךְ הַפַּסָּה הַמְשָׁרֶת.

יְחִידוֹת שֶל EDFA בְּרִשְׁתוֹת מְעוּצָּבוֹת

EDFA יְכוֹלִים לְהִמָּשֵׁךְ לִרְחָבִים מְשֻׁנִּים שֶל תַּקְשִׁיר אוֹרִי וּלְיְחִידוֹת אַחֶרוֹת. הַיְחִידוֹת הָעִקָּרִיּוֹת הֵן:

תַּקְשִׁיר מְרֻחָק וְתַקְשִׁיר תַּחַת־יַמִּי: EDFAs מְשֻׁמָּשִׁים כְּמְגַדְּלִים בְּקוֹרָא בְּאֹרֶךְ שֶל מֵאוֹת ק״מ בְּקִשְׁרֵי דְּרוּזִים בֵּין־יַמִּיִּים שֶׁמְּשַׁדְּרִים טֶרָאבִּיטִים לַשָּׁעָה.

רִשְׁתוֹת מְטְרוֹפּוֹלִינִיּוֹת DWDM: כְּדֵי לְהַגְבִּיר אֶת הַמַּרְחָק וְאֶת הַתְּפוּקָה עַל־יְדֵי מְרַחֲקִים וּמְגַדְּלֵי קָדִימָה.

מְעָרְכוֹת DWDM: הגברת אות בעלת רעש נמוך (לרוב 4.5 דב) ורוויה גבוהה בפס C ובפס L.

מערכות חישה מבוססות סיבים: מקור אופטי בעל הספק גבוה ורעש נמוך ליישומי חישה של DVS‏/DAS

ניסויים ואבחון אופטיים: רפלקטומטרים אופטיים בתחום הזמן ומערכות אופטיות למחקר

קווי המוצרים של Shandong Wanshuo כוללים EDFAs מיניים למערכות קומפקטיות, EDFAs ל- DWDM למערכות תחנות פיזור אורך גל צפופות, EDFAs ל-PM למערכות שומרות קיטוב, ו- EYDFAs בעלי הספק גבוה, אשר יכולים לספק הספק יציאה של עד 10 וואט.

סיכום

לסיכום, המגבר סיבים מזין אירביום הוא רכיב חיוני ברשתות אופטיות כיום, עם גמישות יוצאת דופן באורך הגל, ביצועי רעש והגבר. עם דגש על R&D עצמאי וייצור חכם, Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. מספק פתרונות EDFA בעלי ביצועים גבוהים כדי לעמוד בדרישות הגבוהות של תשתיות התקשורת של ימינו. מ-12 מפעלי טיהור מדרגה גבוהה ועד לקווי ייצור אוטומטיים לחלוטין ל-SMT, ל-לחימת גלים, להרכבה ולמכשירים, מערכות הייצור המקיפות שלנו מבטיחות איכות מוצר, אמינות ומסירה מהירה ללקוחות ברחבי העולם.