EN
Uhamishaji wa ishara kwa umbali mrefu katika mitandao ya vifurushi vya kawaida imekuwa changamoto ya kudumu. Kipengele cha kuchanganya ishara kwa kutumia vifurushi vilivyopakwa na erbium (EDFA), kama moyo wa mitandao ya nuru, umetengenezwa kama suluhisho bora la kuchanganya ishara kwa kutumia nuru pekee, ikiruhusu ishara kuhamishwa kote katika vifurushi bila kutumia ubadilishaji wa ghali wa nuru-kielektroniki-nuru. Kampuni yetu, Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd., imetoa suluhisho ya mwisho-mwisho na ya kituo kimoja katika sekta ya mawasiliano ya nuru, ikiwemo kipengele cha kuchanganya ishara kwa kutumia vifurushi cha nuru cha utingi wa kisasa kinachotumia EDFA ili kuhakikisha utendaji wa mtandao wenye ustahili.
EDFA ni nini?
Funguo Edfa ni aina ya kuvuruga nuru ambayo hutumia kifurushi cha kifurushi cha kifurushi cha erbium kinachotumika kwa nuru ya lazer ya 980 nm au 1480 nm. Kifurushi cha kifurushi cha erbium kinachotumika kwa chanzo cha nuru ya erbium kinachofanya kazi katika mpaka wa 1530 hadi 1565nm. Badala ya kufanya upya ishara ya nuru-kielektroniki-nuru kama vile virepea vya awali, EDFAs huvuruga ishara kote kwa nuru. Kwa kuvuruga pamoja vikoa vingi vya wavelength, tunaweza kuongeza matumizi yao katika mfumo wa DWDM.
EDFAs huvuruga nuru hasa kati ya 1530-1565 nm (C-band) hadi 1625 nm (L-band) kwa sababu vinakubaliana na eneo la kuchukua chini zaidi la vifurushi vya silika. EDFAs yatatumika kubwa katika mabarua ya mbalimbali ya ardhi, chini ya bahari, na mawasiliano ya miji.
Kanuni za kazi ya EDFA: Inafanya kazi vipi?
Kufahamu Kanuni za kazi ya EDFA inahitaji kuchunguza fisiki ya uhamisho wa nuru uliofanuliwa katika kifurushi cha erbium. Mchakato wa kuvuruga unahusisha hatua tatu muhimu:
1. Uhamisho wa Nguvu
Laser ya kupumpua inayotumia wavelength ya 980 nm au 1480 nm huingiza nishati katika kofia ya chuma iliyopakwa na erbium. Unapopumpuliwa kwa wavelength ya 980 nm, vionzi vya erbium vinatolewa kutoka kwenye hali ya msingi (⁴I₁₅/₂) hadi hali ya juu zaidi ya nishati (⁴I₁₁/₂), ambapo vinapungua haraka bila kutoa nuru hadi hali ya kudumu (⁴I₁₃/₂) yenye muda wa kuwepo wa karibu milisekunde 10. Hii husababisha kujengwa kwa tofauti ya idadi ya vionzi, ambayo ni hali muhimu sana kwa kuongeza nuru.
2. Utoaji wa nuru uliotishwa
Wakati nuru ya ishara ya bandia ya 1550 nm inapita kwenye kofia iliyopakwa, inasababisha uchimbuzi wa nuru uliotishwa, ambapo vionzi moja vya erbium vinatolewa kutoka kwenye hali ya juu hadi hali ya msingi na kutoa nuru moja ya ushirika (coherent) yenye wavelength, phase, na mwelekeo sawa na nuru ya kwanza ya ishara. Kwa njia hii, ishara haikubaliki kuharibika na kuongezwa nuru kwa njia safi ya nuru.
3. Mifumo ya kupumpua
Kuna mifumo mitatu ya kuchukua nishati ya EDFAs ambayo yanaweza kusaidia uendelezaji wa kushinda kelele, nguvu ya pato ya juu au ufanisi wa kukuza:
Kuchukua nishati kwa mwelekeo wa moja kwa moja: Kuchukua nishati kwa kioo cha kujumuisha kinachochukuliwa kwa mwelekeo wa moja kwa moja na ishara, ikisaidia kupunguza takwimu ya kelele kwa kipengele cha kuongeza nguvu au kipengele cha kuanza kwa muunganisho wa mawasiliano.
Kuchukua nishati kwa mwelekeo tofauti: Aina hii ya kipengele cha kuchukua nishati kinachochukuliwa kwa mwelekeo tofauti na mwelekeo wa ishara inatumika kwa vifaa vya kushinda uwiano wa ishara-kuelele (SNR).
Kuchukua nishati kwa mwelekeo wa pande zote mbili: Inajumuisha mifumo miwili kwa kukuza kikubwa, nguvu ya juu na kelele ndogo, iyo inayofaa sana kwa mfumo wa mafuta ya mbali.
Vifungu vya muhimu vya EDFA
EDFA ina vifungu vya muhimu vifuatavyo:
Kioo chenye erbium (EDF): Sehemu ya kifiber cha kazi ambayo kwa kawaida ina urefu wa 10-100 m. Inacheza jukumu kuu kama dhamana ya kuongezea kuvutia kwa kutumia uumbaji wa nuru uliofanikiwa.
Kipengele cha nuru cha pombo (pump laser diode): Kutoa chanzo cha nuru iliyofanikiwa ili kufanya iono liwe na nishati ya juu zaidi. Kipengele cha nuru cha pombo (pump laser diodes) kinachopatikana mara kwa mara kichwani ni kile cha 980 nm na 1480 nm.
Kuchanganya kipengele cha nuru kwa wimbi maalum (wavelength-selective coupler): Hutumika kuchanganya nuru ya ishara ya kuingia na chanzo cha nuru ya kioo kwenye kifiber (EDF). Katika EDFA, nuru hizi za kuingia zinazochanganywa zinakuwa katika kipindi cha C kwa usafirishaji wa data, na nuru ya pombo (pump) ni ya 1480 nm au 980 nm.
Kipengele cha kuzuia nuru ya kurudi (optical isolator): Kulinda utendaji wa kuongezea kwa EDFA na ishara ya mtandao kutoka kwa madhara yanayoweza kutokana na nuru inayorudi kutoka kwa sehemu za mtandao zinazofuata.
Kipengele cha kupanga upya kuongezea (gain flattening filter - GFF): Hutumika kusaidia kubadilisha tabia ya kuongezea kifiber ambayo si sawa kwa kipindi cha C, ili kufanya kuongezea wa kawaida wa usafirishaji kuwa sawa kwa vichaneli vyote vya kusafirishwa.
Matumizi ya EDFA katika Mtandao wa Kifiber cha nuru
EDFA ina matumizi mengi ya faida katika mifumo ya mawasiliano ya kioo cha uvumbuzi, ikiwa ni pamoja na:
Uhamisho wa umbali mrefu wa nchi: vibadilishi vya nuru kwenye mstari, vinavyotumika kama vitu vya kurekebisha mstari wa msingi, ambavyo hukomboa upotezaji wa kioo baada ya umbo la kilomita elfu mbili za usafiri wa nuru.
Mfumo wa uhamisho wa baharini: Umepalya jukumu muhimu, ukithibitisha uhamisho wenye uhakika na ustahili kwa umbali wa kilomita elfu katika bahari.
Mfumo wa uhamisho wa mtandao wa WDM wa miji: Hutumika kubwa zaidi kwenye kuingia kwa mistari ya mawasiliano (kabla ya kubadilishwa) au mwisho (kukuza) ili kuongeza nguvu ya ishara ili kuhimarisha umbali wa mawasiliano.
Kisensor cha kioo cha nuru: Kimechukuliwa kutumika kufanya vipimo vya joto, mgawanyiko, nk. kwenye kioo cha nuru kwa umbali mkubwa.
Mitandao ya CATV na PON: EDFA ni sehemu muhimu katika miundombinu ya televisheni ya kabeli na mtandao wa nuru ya pasiti, kuhakikisha usambazaji wa ishara ya ubora juu.
Faida za Teknolojia ya EDFA
Kulinganisha na teknolojia nyingine, EDFA ya nuru ya utendaji wa juu ina faida zifuatazo:
Ufanisi wa kuongeza nguvu: kuongeza nguvu hadi 20-40 dB inafikiwa katika umbali wa kifaa cha kufanya kazi bora ya mita 100-200;
Upana wa bandi: kifaa hiki kinaweza kusaidia pamoja kwa madirisha yote ya usafirisho, kwa hivyo idadi kubwa ya vichengelo vya urefu wa nuru vinaweza kutumika katika usafirisho;
Kipindi cha sauti cha chini cha phase: Kipindi cha sauti cha chini cha phase na kipindi cha sauti cha kawaida ni kati ya 4 hadi 6 dB, ambacho ni karibu na kipindi cha kisasa cha quantum (3 dB);
Utekelezaji wa kiwango cha bit: EDFAs hupanua tarakimu zote za data bila kubadilisha, kwa hivyo zinaweza kutumika katika uboreshaji wa mtandao baadaye
Ukubaliano mdogo wa mawimbi: Muda mrefu wa kuweko kwenye hali ya juu ya vionzi vya erbia huzuia ushindani wa kati ya vifungu katika mfumo wa WDM
Hitimisho
Erbium Doped Fiber Amplifiers (EDFAs), ni vyanzilishi vya nuru vinavyotumika kikuu katika uwatirishaji wa nuru kwenye uviringo katika mtandao, hukufanya kazi vizuri kwa kujaza mapungufu ya kuingiza katika viunganishi vya nuru vya umba mrefu kati ya mwisho wa kusambaza na mwisho wa kupokea kwa kutumia ukuwepo wa nuru tu, kuhakikisha utendaji wenye ustawi. Katika mtandao mrefu wa msingi, mfumo wa mikanda ya bahari, mtandao wa WDM wa miji n.k., haya Matumizi ya EDFA hutaja umuhimu mkubwa.
Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. ni kampuni ya uuzaji wa kipekee ya kuvutia vifaa vya uvutio wa nuru. Kampuni yetu inatoa suluhisho kamili ya kipindi kimoja cha mchakato wote wa usambazaji kwa ajili ya uvutio wa nuru wa mawasiliano ya kioo, ikiwemo mchakato wa uzalishaji ulio na mstari wa uzalishaji wa kiotomatiki, vyumba vilivyopakuliwa na vifaa vya kujaribu kwa uhakika. Bidhaa zetu zinatumika kwa matumizi mengi katika mawasiliano ya umbali mrefu, mawasiliano ya baharini, mawasiliano ya miji, mtandao wa PON, na kuvutia kioo kwa ajili ya kuvutia kioo.