EYDFA vs EDFA: Ktorý optický zosilňovač je vhodný pre vysokovýkonné siete FTTH?

Keďže siete fiber-to-the-home (FTTH) sa vyvíjajú tak, aby poskytovali šírkopásmové aplikácie ako streamovanie 8K videa, cloudové hranie a podnikové pripojenie, požiadavky na vysokovýkonné optické zosilňovanie sú vyššie než kedykoľvek predtým. Pri návrhu siete alebo systémového integrovania sa sieťoví inžinieri a systémoví integrátori často musia rozhodnúť medzi dvoma typmi optických zosilňovačov: EDFA (erbium-doped fiber amplifier) a jeho výkonnejším protikusom EYDFA (erbium-ytterbium-doped fiber amplifier). Tento článok poskytuje podrobné technické porovnanie, aby ste si ľahšie vybrali medzi týmito technológiami zosilňovačov a určili, ktorý z nich je najvhodnejší pre vašu vysokovýkonnú FTTH implementáciu.

Technický základ: Čo odlišuje EYDFA od EDFA?

Obe EDFA aj EYDFA zdajú sa byť rovnaké a obe využívajú ionty erbium ako prostredie na zosilnenie optických signálov v pásme C (1530–1565 nm). Fyzika však je iná. V tradičnom EDFA sa používa čisté jadrové čerpanie, pri ktorom je čerpací svetelný lúč (zvyčajne vlnového rozsahu 980 nm alebo 1480 nm) obmedzený na jadro vlákna. Tento návrh prirodzene vedie k nízkej absorpcii čerpacej výkonovej úrovne a výstupný výkon z buniek je obmedzený približne na 23 dBm (200 mW/bunka) na kanál kvôli nelineárnemu správaniu buniek a výkonovým limitom čerpacích diód.

EYDFA na druhej strane využíva dvojplášťovú vláknovú štruktúru dopovanú erbium a ytterbium. Ytterbiumové ióny (Yb³+) sú citlivé častice, ktoré veľmi účinne absorbujú viacmodový čerpaný lúč v spektrálnom rozsahu 915–980 nm a prenášajú energiu na erbiumové ióny prostredníctvom rezonančného prenosu energie. EYDFA poskytuje výstupný výkon vyšší než 1 watt v komerčných moduloch, až 27–35 dBm (0,5–3 W), a dokonca až 41 dBm (12 W) v prípade rack-mount konfigurácií, čo je možné vďaka kombinácii tejto dvojplášťovej konštrukcie a jadra s veľkou plochou módu. EYDFA je ideálnym zosilňovačom pre aplikácie optických zosilňovačov s vysokým výkonom vzhľadom na svoju vynikajúcu schopnosť prekonať efekt saturácie absorpcie čerpania v bežných EDFA .

Porovnanie výkonu: výkon, zosilnenie a šumový faktor

Medzi uvedenými parametrami je výstupný výkon najdôležitejším pri porovnávaní EDFA a EYDFA pre FTTH. Štandardný EDFA poskytuje 13–23 dBm na každý výstupný port a je vhodný pre pasívne rozdeľovače s pomerom 1:64 pri strednej vzdialenosti (10–20 km). Avšak pri pasívnych rozdeľovačoch s pomerom 1:128 alebo 1:256 v husto osídlených mestských oblastiach môže optický rozpočet EDFA nestačiť. Existuje však EYDFA zosilňovač, ktorý poskytuje 27–33 dBm na port, čo zodpovedá štvornásobnému zvýšeniu dostupnej výkonovej úrovne bez použitia aktívneho regeneračného zosilnenia v strede trasy.

Ďalším dôležitým faktorom je rovnosť zosilnenia. EYDFA vykazuje dobrú rovnosť zosilnenia v celom C-páse (od 1530 nm do 1565 nm) vďaka optimalizovaným pomermu spoludopovania a rozloženiu čerpacej vlnovej dĺžky. Pre WDM (Wavelength-Division Multiplexing) systémy s prekrývaním v rámci FTTH je rovnosť zosilnenia obzvlášť žiaduca, pretože signály zo systémov WDM musia byť zosilnené na konzistentnú úroveň, aby sa zachovala kvalita prekrývajúcich signálov (napr. CATV na 1550 nm a RF prekrývanie na 1578 nm).

Aplikačné scenáre: Kde sa ktorý zosilňovač najlepšie uplatní?

Voľba medzi EYDFA a EDFA závisí nakoniec od kontextu nasadenia. V typických FTTH aplikáciách, kde je pomer rozdelenia 1:32 alebo 1:64 a dĺžka prívodného vedenia je kratšia ako 20 km, je použitie konvenčného EDFA najekonomickejšou možnosťou. Poskytuje overenú spoľahlivosť, malé form-faktory 1U alebo 2U a stabilné dodávateľské reťazce.

Pre vysokovýkonné siete FTTH, najmä tie zamerané na rozsiahlu distribúciu CATV, sa však EYDFA stáva najlepšou voľbou v porovnaní s rurálnym širokopásmovým pripojením RFoG (RF cez sklo) alebo konvergenciou triple play. Predstavte si teraz, že máte jeden optický linkový terminál (OLT) pripojený ku štyrom kaskádovým deličom 1:256, pričom každý obsahuje 1 024 odberateľov. Topológia sa teda môže riadiť jediným zosilňovačom EYDFA s výstupným výkonom 33 dBm, čo je veľmi výhodné pre konfiguráciu siete a výrazne zníži počet miest možných porúch. Rovnako pri dlhších dĺžkach prívodných vedení k zhlukovým jednotkám (30–40 km) môže EYDFA poskytnúť dodatočný výkon potrebný na kompenzáciu útlmu a straty v deličoch bez nutnosti inštalácie vzdialenej zosilňovacej budky.

Okrem toho EYDFA ponúka výhody pri zosilňovaní v režime burst a potláčaní prechodových javov pre použitie v riešeniach vysokovýkonných optických zosilňovačov v medziserverových spojoch dátových centier a v systémoch snímania, pričom prekonáva tradičné návrhy EDFA.

Analýza nákladovosti a výhodnosti: Celková ekonomika systému

Celková ekonomika systému môže uprednostniť vysokovýkonovú možnosť zosilňovača EYDFA oproti EDFA podobného výkonu. V architektúrach distribuovaného zosilnenia jeden EYDFA nahradí 4 až 8 kaskádne zapojených jednotiek EDFA. Toto zjednodušenie umožňuje úsporu nákladov na nákup zariadení, miesto v racku, energiu a údržbu. Okrem toho zjednodušený signálový reťazec zníži kumulatívne zhoršenie šumu, ktoré môže dosahovať 0,5–1 dB na každú kaskádnu štáciu EDFA.

Okrem toho má čerpadlový laser EYDFA vyššiu spoľahlivosť. Moduly EYDFA sú široko dostupné a využívajú lacné vysokovýkonové viacmodové čerpadlové diódy namiesto drahých jednomódových čerpadlových laserov, čo zabezpečuje vyšší priemerný čas medzi poruchami (MTBF) a nižšie náklady na výmenu počas typického desaťročného životného cyklu siete.

Prečo si vybrať spoločnosť Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd.?

Spoločnosť Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. má rozsiahle skúsenosti v oblasti výrobkov pre optické zosilňovače a ponúka spoľahlivé riešenia EDFA a EYDFA. Vysokovýkonný zosilňovač EYDFA série 77FEYA2 v puzdre 2U využíva pokročilú technológiu dvojplášťového vlákna s kódovaním erbium–ytterbium, čo umožňuje celkový výstup až 41 dBm (viac ako 12 W) s flexibilnými konfiguráciami portov – 4, 8, 16, 32 a 64 – prispôsobenými rôznym topológiám sietí. Inteligentné riadenie zosilnenia, komplexné sledovanie poplakov a výmeniteľné záložné napájacie zdroje s horúcou výmenou zabezpečujú nepretržitý prevádzkový režim 24/7.

Výbornosť výrobkov je zaručená výrobnou kapacitou spoločnosti Shandong Wanshuo. Spoločnosť prevádzkuje 12 vysokej kvality čistých dielní, dosahuje výťažnosť pri prvej výrobe 99,8 % v rámci výroby SMT a používa plne automatizované vlnové pájkovanie s kontrolou pomocou systému AOI. Vlastný tím pre výskum a vývoj spoločnosti vyvíja a dodáva inteligentné testovacie systémy s úplnou sledovateľnosťou dát počas celého výrobného procesu, ktoré viedli k vytvoreniu riešení optických zosilňovačov vysokého výkonu, ktoré sú v súlade s certifikáciami CE, FCC a RoHS. Spoločnosť Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. ponúka technológiu a výrobnú kapacitu – od pilotných projektov až po celonárodné nasadenie – každému prevádzkovateľovi siete, ktorý hľadá najlepší pomer výkonu, výkonnosti, spoľahlivosti a cenovej efektívnosti pri nasadzovaní technológie FTTH.