EN
Ilgstoša signāla pārraide tradicionālajos šķiedras tīklos vienmēr ir bijusi izmaiņu izraisītājs. Erbija dopētā šķiedras stiprinātāja (EDFA) izgudrošana kā optisko tīklu sirds ir radījusi ideālu risinājumu visoptiskajam stiprinātājam, ļaujot signālam tikt pārraidītam pa šķiedru bez dārgas optiski-elektriski-optiskās konvertēšanas. Mūsu uzņēmums Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. nodrošina profesionālus galapunktu līdz galapunktam un vienvietas risinājumus optiskajā sakaru nozarē, tostarp augstas veiktspējas optiskās šķiedras stiprinātājus, kas izmanto EDFA, lai nodrošinātu stabila tīkla pārraides veiktspēju.
Kas ir EDFA?
The EDFA ir optiskā pastiprinātāja veids, kas izmanto erbija piesātinātas šķiedras gabalu, kurš parāda optisko pastiprinājumu, kad tiek barots ar 980 nm vai 1480 nm lāzera gaismu. Erbija piesātināta optiskā šķiedra ir izstrādāta, lai tā tiktu izmantota kopā ar erbija lāzeru, kas darbojas 1530–1565 nm diapazonā. Iepriekšējo atkārtošanas ierīču vietā, kas izmantoja pilnīgu optiski-elektriski-optisko signāla atjaunošanu, EDFA pastiprina signālus pilnīgi optiski. Vienlaicīgi pastiprinot vairākus viļņa garumu kanālus, tos var plašāk izmantot DWDM sistēmās.
EDFA pastiprina gaismu galvenokārt 1530–1565 nm (C josla) un līdz pat 1625 nm (L josla), jo šie diapazoni atbilst zemākajai attenuācijai silīcija bāzes optiskajās šķiedrās. EDFA galvenokārt tiks izmantoti garos zemes maršrutu, zemūdens un metropolitāno sakaru sistēmās.
EDFA darbības princips: kā tas strādā?
Saprotot EDFA darbības princips prasa izpētīt stimulētās emisijas fiziku erbija piesātinātā šķiedrā. Pastiprināšanas process ietver trīs galvenos posmus:
1. Uzpumpošanas eksitācija
Sūkšņa lāzers, kas darbojas vai nu 980 nm, vai 1480 nm viļņa garumā, ievada enerģiju erbija piesātinātā šķiedrā. Kad notiek sūkšana 980 nm viļņa garumā, erbija joni tiek uzpumpēti no pamatstāvokļa (⁴I₁₅/₂) uz augstāku enerģijas līmeni (⁴I₁₁/₂), no kura tie ātri nesvītīgi sadalās metastabilā stāvoklī (⁴I₁₃/₂) ar ilgu dzīvesilgumu — aptuveni 10 milisekundes. Tas rada populācijas inversiju, kas ir būtiska optiskās pastiprināšanas nosacījums.
2. Stimulētā emisija
Kad oriģinālais 1550 nm joslas signāla fotons izplatās caur piesātināto šķiedru, tas izraisa stimulētu emisiju, kurā viens erbija jons pāriet no uzpumpētā stāvokļa uz pamatstāvokli un emitē vienu koherenti fotonu ar tādu pašu viļņa garumu, fāzi un virzienu kā ienākošais signāla fotons. Šādā veidā signāls nepakļaujas degradācijai, un tiek veikta tīra optiskā pastiprināšana.
3. Sūkšanas konfigurācijas
Ir trīs EDFAs sūkšanas konfigurācijas, kas ļauj nodrošināt zemu trokšņa līmeni, augstu izvades jaudu vai stiprinājuma efektivitāti:
Vidusvirziena sūkšana: Līnijas optiskais stiprinātājs, kurš tiek sūkts tajā pašā virzienā, kādā pārvietojas signāls, nodrošina zemu trokšņa koeficientu stiprinātājam vai priekšstiprinātājam sakaru līnijas sākumā.
Pretdirigētā sūkšana: Šāda veida stiprinātājs tiek sūkts pretējā virzienā salīdzinājumā ar signāla pārvietošanās virzienu un tiek izmantots ierīcēm ar augstāku signāla pret trokšņa attiecību.
Divvirziena sūkšana: Apvieno abas shēmas augstam stiprinājumam, augstai jaudai un zemam trokšņa līmenim, kas ir ideāli ilgstošiem galvenajiem sakaru sistēmu posmiem.
EDFA galvenie komponenti
EDFA sastāv no šādiem galvenajiem moduļiem:
Erbija piesātinātais šķiedras vadītājs (EDF): Aktīvās šķiedras segments, parasti 10–100 m garš. Tas galvenokārt kalpo kā stiprinājuma vide, izmantojot stimulēto emisiju.
Sūkšanas lāzera diode: Nodrošina eksitētu gaismas avotu, lai jonizētu jonus un iegūtu augstāku enerģijas stāvokli. Bieži izmantotās sūkšanas lāzera diodes ir 980 nm un 1480 nm viļņa garumā.
Viļņa garuma izvēles savienotājs: Izmantots, lai apvienotu signāla gaismas ieeju un optisko signāla avotu ar šķiedru (EDF). EDFAs šie ieejas signāli tiek apvienoti C joslas diapazonā datu pārraidēm, bet sūkšanas gaismas viļņa garums ir vai nu 1480 nm, vai 980 nm.
Optiskais izolators: Aizsargā EDFAs stiprinājuma veiktspēju un tīkla signālus no iespējamām kaitēm, ko var izraisīt atstarotā gaisma no turpmākajiem tīkla segmentiem.
Stiprinājuma izlīdzināšanas filtra (GFF): To izmanto, lai kompensētu C joslas raksturīgo nevienmērīgo šķiedras stiprinājumu, lai izlīdzinātu kopējo pārraides stiprinājumu visos pārraidītajos kanālos.
EDFA lietojumi optiskajos šķiedras tīklos
EDFA ir daudz noderīgu lietojumu optiskajos šķiedras sakaru sistēmu jomā, tostarp:
Garās distances sauszemes pārraides sistēmas: līnijas optiskie pastiprinātāji, ko izmanto kā trases līnijas atkārtojus, kas kompensē šķiedras zudumus pēc desmitiem simtiem kilometru optiskās pārvadāšanas.
Zemūdens pārraides sistēmas: Tās ir spēlējušas nozīmīgu lomu, nodrošinot uzticamu un stabili pārraidi tūkstošiem kilometru garumā pāri okeāniem.
Metropolitānās WDM tīkla pārraides sistēmas: Tās galvenokārt izmanto komunikāciju līniju ieejā (priekšpastiprinātājs) vai beigās (pastiprinātājs), lai palielinātu signāla stiprumu un pagarinātu sakaru attālumus.
Optiskās šķiedras sensori: Tie tiek izmantoti attālināti temperatūras, deformācijas utt. mērīšanai uz optiskās šķiedras.
CATV un PON tīkli: EDFA ir būtiski komponenti kabeļtelevīzijas un pasīvo optisko tīklu infrastruktūrā, nodrošinot augstas kvalitātes signāla izplatīšanu.
EDFA tehnoloģijas priekšrocības
Salīdzinot ar citām tehnoloģijām, augstas veiktspējas optiskās EDFA piedāvā šādas priekšrocības:
Augsta pieauguma efektivitāte: pieaugums līdz pat 20–40 dB tiek sasniegts efektīvā diapazonā no 100 līdz 200 km garos šķiedras posmos;
Plašs joslas platums: šis ierīce vienlaikus var kompensēt visus pārraides logus, tādējādi ļaujot izmantot daudz viļņa garumu kanālu pārraidei;
Zems fāzes trokšņa koeficients: Zems fāzes trokšņa līmenis un tipiskais trokšņa koeficients ir apmēram 4–6 dB, kas ir tuvu kvantu ierobežotajam līmenim (3 dB);
Bitu ātruma neatkarība: EDFA pastiprina visus datu pārraides ātrumus bez izmaiņām, tādējādi nodrošinot nākotnes drošību tīkla modernizācijai
Zems krustsatrodamības līmenis: Erbija jonu ilgais augstā stāvokļa dzīvesilgums samazina starpkanālu traucējumus WDM sistēmās
Secinājums
Erbiju dopētās šķiedras stiprinātāji (EDFA), galvenie optiskie stiprinātāji šķiedras optiskajā pārraidē tīklos efektīvi kompensē ievietošanas zaudējumus garos attālumos starp pārraidīšanas un saņemšanas galapunktiem, izmantojot pilnīgi optisko signāla stiprināšanu un nodrošinot stabila darbība. Garos maršrutu pamattīklos, zemūdens kabeļu sistēmās, WDM metropolitāno tīklos utt šie EDFA pielietojumi spēlē būtisku lomu.
Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. ir profesionāla optiskā šķiedras stiprinātāju ražošanas uzņēmums. Mūsu uzņēmums piedāvā visaptverošus vienvietas risinājumus pilnīgai piegādes ķēdei visiem optiskās sakaru šķiedras stiprinātājiem, tostarp ražošanas procesus, kuros izmantota automātiska ražošanas līnija, putekļbrīvas telpas un precīzi testēšanas iekārtas. Mūsu produkti tiek plaši izmantoti garos maršrutu trases, zemūdens sakaru sistēmās, metropolitāno sakaru sistēmās, PON tīklos, šķiedras sensoros utt.