איך לבחור מגבר אופטי בעל הספק גבוה (EDFA) לפריסות FTTH גדולות

כאשר רשת הסיב האופטי לבית (FTTH) מתרחבת לאלפי מנויים המכסים שטחים גאוגרפיים גדולים, הכרח לבחור את פתרון ההגברה האופטית הנכון. בחירת eDFA בעל הספק גבוה יכולה להשפיע באופן משמעותי על איכות האות, טווח הרשת והעלות הכוללת של הבעלות. מדריך זה מספק הדרכה פרקטית מהשטח למפתחי רשתות ומממזגי מערכות ששקולים הגברה בעוצמה גבוהה ביישום FTTH בקנה מידה גדול.

הבחנה בין EDFA ל-EYDFA

השלב הראשון בבחירת מגבר אופטי בעל הספק גבוה להבין את ההבדל בין טכנולוגיית EDFA סטנדרטית לטכנולוגיית EYDFA. הטכנולוגיה מבוססת על סיב דופדף ארביום חד-קליפתי, תוך שימוש בלייזר משובב באורך גל של 980 ננומטר כדי לייצר 13–23 דבמ ליציאה אחת על צירת 16 או 32 יציאות, מה שמתאים במיוחד ליישום FTTH חדש סטנדרטי עם טווח מתון.

במקרה של פריסה масיבית עם פלט גדול ממספר וואטים (מעל 10 וואט), EYDFA (מגבר סיבים מזוהמים באירביום וייטרביום) משתמש בזיהום משולב בייטרביום ובמבנה משאבה דו-קליפטי, עם פלט כולל של 27–33 דבמ בשלב אחד. טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד להגדרות שבהן נדרשים 32, 64 או 128 יציאות על מדף מגבר יחיד, או כאשר מרחקי המזינה גדולים מ-20–40 ק״מ. חברת Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. הצליחה כבר לעצב וליצור בהצלחה מודולי מגבר סיבים מזוהמים באירביום וייטרביום שמשמרים את הקוטב, בעלי פלט של 10 וואט, מה שמצביע על כך שהחברה מחזיקה בכושר ייצור הדרוש ליישומים כה דרמטיים.

מפרטים קריטיים של ביצועים להערכה

ישנם מספר פרמטרים חשובים שיש לקחת בחשבון בעת הערכת מוצרים של EDFA בעלי הספק גבוה. "דמוי הרעש" (NF) מייצג את ירידה באיכות האות; ככל שדמוי הרעש נמוך יותר, כך איכות האות טובה יותר. דמוי רעש הרצוי ל-EDFA בעלי ביצועים גבוהים הוא בטווח של 4.0 דב עד 5.5 דב, וירידה של דב אחד יכולה להאריך את טווח ההעברה ב-10–20%. מאזן עוצמת הערוץ במערכות רב-ערוצים צריך להיות מושג בתוך טווח של ±0.5 דב עד ±1.5 דב על פני ה-C-band (1530–1565 ננומטר).

נדרשת גם יציבות של עוצמת הפלט בתנאי קליטה משתנים עבור פתרונות EDFA ל-FTTH. יש לאתר מגברים עם מצבי בקרה אוטומטית: APC (בקרת עוצמה אוטומטית), ACC (בקרת זרם אוטומטית) ו-AGC (בקרת הגבר אוטומטית), כדי להשיג יציבות מדויקת. מצבי הבקרה הללו חשובים במיוחד בהתקנת תצורות EDFA מרובה יציאות כדי להתאים את הפתרון לצפיפות משתנה של מנויים.

התפקיד של תאימות ל-XGS-PON והמעבר הישיר

הצט emergence של שירותי נתונים XGS-PON אפשר לרשתות FTTH מודרניות לשלב שידור וידאו עם שירותי נתונים. חשוב במיוחד לקחת זאת בחשבון בעת בחירת מגבר בעל הספק גבוה עבור XGS-PON מעברי, כלומר היכולת להעביר פיזית את אורכי הגל של PON (1270 ננומטר, 1490 ננומטר, 1577 ננומטר) דרך מדף המגביר ולשפר רק את אות השידור ב-1550 ננומטר.

הפתרון דורש מזגן בעל ביצועים גבוהים, התומך גם ביציאות COM ו-PON וגם ב-CATV. בין המאפיינים המרכזיים נמנים הגבול על אובדן ההכנסה במסלול PON – לא יותר מ-1 דב, ההבדלה של יותר מ-30 דב בין קולט ה-OLT לספקי ה-1550 ננומטר כדי להפחית את הסיכון לקבלת אות חוזר, ואובדן החזרה של יותר מ-45 דב כדי להגביל את הפיזור האקראי (Rayleigh back-scatter). היכולת לשלב הגברה של CATV ו-PON על אותו סיב מזין מהווה חיסכון משמעותי בעלויות ההשקעה (CAPEX) בהשוואה לפתרון של כבל מושתף.

הערכה של יכולת הייצור והיציבות של האספקה

המפרט הטכני אינו מספיק; הסביבה שבה מייצר היצרן והמערכת האיכותית שלו הן שקובעות את האמינות לטווח הארוך. עם הדרישות החמורות לייצור מוצרי אופטו-אלקטרוניקה, חברת Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. בנתה מתקן ייצור מודרני בשטח של 7,500 מטר רבוע, ובו 12 חללי ייצור מזוהרים ונטולי אבק. החברה השיקה קווי ייצור אוטומטיים מלאים, כגון מכונות להרכבת שבבים SMT בעלות מהירות גבוהה, עם חיבור ישיר של SPI תלת-ממד ו-AOI תלת-ממד, שיעור הצלחה של 99.8%, וכן קווי ייצור לחישוק גלים ללא עופרת.

בשל שליטתם על תהליך הייצור המלא, מהחומר הגלמי למוצר הסופי, יצרנים יכולים להבטיח שכל партиיה היא עקבייה ומביאה לתוצאות זהות. קיבולת הייצור היא יותר מ-3,000 מגברים סיבתיים בחודש, והצוותים הטכניים כוללים מספר רב של אנשי מקצוע ברמה גבוהה, מה שמאפשר ליצרנים מוכרים לספק פרויקטים גדולים של FTTH באופן יציב.

עלות הבעלות הכוללת וההיערכות לעתיד

בבחירת מגבר אופטי בעל הספק גבוה, אין די בהתחשבות במחיר היחידה בלבד – יש להעריך את העלות הכוללת של הבעלות. יש לקחת בחשבון אפשרויות הרחבה עתידיות של הרשת, הרחבה של מספר היציאות, התפתחות טכנולוגית ל-PON בקצבים של 25G/50G, וניהול מרוחק של המגבר דרך ממשקי SNMP וממשק רשת. תצורת EDFA מרובה יציאות מספקת גמישות בפלט (8 × 22 דבמ, 16 × 20 דבמ או 32 × 19 דבמ) כדי להתאים את הקיבולת לצפיפות המנויים ולפחית את צריכת החשמל.

העלויות לטווח הארוך כוללות גם את העמידות הסביבתית. המפתח הוא לאתר מגברים שניתן להשתמש בהם בטווח רחב של טמפרטורות הפעלה (מ-5- מעלות צלזיוס עד 65 מעלות צלזיוס), שיש להם מקורות כוח משולבים, ויש להם הגנה מפני עומס יתר כדי לאפשר יציבות 24/7 במגוון תרחישים של התקנה. מדידת החזרה לאחור מובנית, ניטור מבוסס אינטרנט והחלפה אופטית של קלט מספקים נראות מבצעית, ומביאים למזעור הזמן הדרוש לפתרון תקלות ולתחזוקה לאורך כל מחזור חייו של המערכת.

סיכום

בעת בחירת מדחס אופטי בעל הספק גבוה (EDFA) לפריסות FTTH גדולות, יש לקחת בחשבון שילוב של ביצועים טכניים, תאימות לארכיטקטורות PON, איכות ייצור ושקולות תפעוליות. כאשר קיימת דרישה לתמוך בהספק פליטה אולטרא-גבוה במספר יציאות ובשיתוף פעולה עם XGS-PON, טכנולוגיית EYDFA היא הפתרון החזק ביותר. יש לשתף פעולה עם יצרנים שרשום להם רצף אספקה של מוצרים יציבים, שכוללים מערכות בקרת איכות אוטומטיות ומתקני ייצור מוכחים ליישומים קשיחים ברמה של ספקי שירות. לדוגמה, חברת Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. מחזיקה בקווי ייצור מאוחדים באופן אנכי; פיתוח המודול EYDFA בעוצמה של 10 W הוא ראיה לכישורים מבוגרים בייצור מגברים בעלי הספק גבוה.