ประเภทของตัวขยายสัญญาณแสง: เปรียบเทียบ EDFA, EYDFA, SOA และ Raman

การเลือกผู้จัดจำหน่ายที่เหมาะสม เครื่องขยายสัญญาณแสง เป็นหนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดสำหรับการออกแบบเครือข่ายใยแก้วนำแสง เนื่องจากมีเทคโนโลยีที่แตกต่างกันให้เลือกใช้ตามวัตถุประสงค์เฉพาะ วิศวกรเครือข่ายจึงจำเป็นต้องเข้าใจข้อดีและข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับต้นทุน ประสิทธิภาพ และสถานการณ์การติดตั้ง การแนะนำอย่างละเอียดนี้จะเปรียบเทียบตัวขยายสัญญาณแสงหลักสี่ประเภท ตัวขยายสัญญาณแสง —EDFA, EYDFA, SOA และเรมัน— เพื่อช่วยให้ท่านเลือกใช้ได้อย่างเหมาะสมสำหรับเครือข่าย CATV, FTTH หรือเครือข่ายระยะไกล

EDFA: ตัวขยายสัญญาณแสงที่ใช้งานแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรม

ตัวขยายสัญญาณแสงแบบเส้นใยที่เติมธาตุเออร์เบียม (EDFA) คือตัวขยายสัญญาณแสงที่ถูกติดตั้งใช้งานมากที่สุดเพียงตัวเดียว เครื่องขยายสัญญาณแสง ในวงการโทรคมนาคมปัจจุบัน อุปกรณ์แถบซีที่ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตรมีค่ากำไรเชิงแสงสูง (สูงสุดถึง 40 เดซิเบล) ค่าตัวเลขรบกวนต่ำ (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 4.0 ถึง 4.5 เดซิเบล) และให้สมรรถนะที่ไม่ขึ้นกับสถานะโพลาไรเซชัน อุปกรณ์ขยายสัญญาณแบบ EDFAs จึงเป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับเครือข่ายระดับเมือง เครือข่ายกระจายสัญญาณโทรทัศน์ผ่านสายเคเบิล (CATV) และแอปพลิเคชัน FTTH ที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงและคุ้มค่าในการลงทุน

สำหรับแอปพลิเคชันมาตรฐานที่เน้นต้นทุนต่ำซึ่งใช้สปลิตเตอร์แบบ 1:64 และต้องการสายส่งสัญญาณที่มีความยาวไม่เกิน 15 กิโลเมตร อุปกรณ์ขยายสัญญาณแบบ EDFA คือทางเลือกหลักของคุณ บริษัทหลายแห่ง เช่น Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. มีความเชี่ยวชาญในการผลิตอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงนี้ โดยมีห้องผลิตสะอาดปราศจากฝุ่นระดับพรีเมียมจำนวน 12 ห้อง พร้อมสายการผลิตแบบอัตโนมัติ เพื่อรักษามาตรฐานคุณภาพให้สม่ำเสมอ

EYDFA: ทางเลือกกำลังสูงสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกล

แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่มีการดอปสารเออร์เบียมและอิตเทอร์เบียมร่วมกัน (EYDFA) ช่วยให้ผู้ออกแบบเครือข่ายสามารถส่งสัญญาณแสงเข้าไปในเครือข่ายได้ลึกยิ่งขึ้น สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการงบประมาณแสงเพิ่มเติมเล็กน้อย โดยการเพิ่มไอออนอิตเทอร์เบียมและใช้โครงสร้างปั๊มแบบดับเบิลคลัดดิง EYDFA สามารถให้กำลังเอาต์พุตสูงสุดถึง 33 เดซิเบลมิลลิวัตต์ ซึ่งสูงกว่าแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่มีการดอปสารอีร์เบียมมาตรฐาน (EDFA) และมักใช้งานในระบบ FTTH ระยะไกล (ระยะทางสายส่งหลักเกิน 25 กิโลเมตร) รวมถึงระบบที่มีอัตราส่วนแยกสัญญาณ 1:128 และการติดตั้ง RFoG ซึ่งจำเป็นต้องใช้กำลังแสงสูง

มีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นเล็กน้อยสำหรับการให้กำลังส่งออกที่สูงขึ้น ซึ่งแสดงออกมาในรูปของค่า noise figure; EYDFA มีค่า noise figure โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 4.5 ถึง 5.5 เดซิเบล และใช้พลังงานมากกว่า EDFA แบบมาตรฐาน สำหรับผู้ใช้หลายราย การเพิ่มต้นทุนนี้สามารถกระจายออกไปได้โดยการตัดองค์ประกอบเชิงกิจกรรม (active components) ที่ต้องติดตั้งตามช่วงกลางเส้นทาง (mid-span) ออกจำนวนมาก ซึ่งมักมีราคาแพง เพื่อให้ได้เครือข่ายการแจกจ่ายที่เทียบเท่ากัน คำถามสำคัญสำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายแต่ละรายคือ งบประมาณแสง (optical budget) ที่ยาวนานขึ้นนั้นคุ้มค่ากับการเพิ่มต้นทุนต่อโมดูลหรือไม่ และในบางกรณีของการสร้างเครือข่ายในพื้นที่ชนบทหรือชานเมือง คำตอบคือ ‘ใช่’ อย่างแน่ชัด โดยการติดตั้ง EYDFA ที่ศูนย์ควบคุมหลัก (headend) จะทำให้ต้นทุนการดำเนินงานต่อหน่วยต่ำลง

SOA: ความเร็วและระดับการรวมวงจรของสารกึ่งตัวนำ

แอมพลิฟายเออร์แสงเซมิคอนดักเตอร์ (SOA) มีคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้แตกต่างจาก EDFA และ EYDFA โดยเฉพาะความเร็วในการสลับสัญญาณที่รวดเร็วมากในช่วงนาโนวินาที ลักษณะเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์ชนิดนี้เหมาะสำหรับโหมดการส่งข้อมูลแบบระเบิด (burst mode) การแปลงความยาวคลื่น และการรวมเข้ากับวงจรแสง อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ในระบบกระจายสัญญาณกำลังสูง SOA มักให้ประสิทธิภาพต่ำกว่า EDFA เนื่องจากค่าเสียงรบกวน (noise figure) มักสูงกว่า 6 ถึง 8 เดซิเบล และมีการขยายสัญญาณที่ขึ้นกับโพลาไรเซชัน (polarized gain) จึงไม่ค่อยมีการใช้ SOA ในเครือข่าย CATV และ FTTH เลย ส่วนการประยุกต์ใช้งานหลักของ SOA อยู่ในเครือข่ายเมโทรริง (metro ring networks) และความสามารถในการเพิ่มหรือลดสัญญาณ (add/drop) ที่มีอยู่โดยธรรมชาติในระบบสวิตช์แสงและงานวิจัยต่าง ๆ ดังนั้น หากคุณเป็นผู้ให้บริการเครือข่าย PON ทั่วไป EDFA ยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับคุณอย่างไม่ต้องสงสัย

แอมพลิฟายเออร์รามัน: การขยายสัญญาณแบบกระจายสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกลพิเศษ

มันทำงานต่างออกไปจากแอมพลิฟายเออร์แบบแยกส่วนแบบดั้งเดิม (EDFA, EYDFA และ SOA) โดยกระจายการขยายสัญญาณไปตลอดหลายกิโลเมตร แทนที่จะรวมไว้ที่จุดเดียวในเครือข่าย ค่า noise figure สามารถต่ำได้ใกล้เคียงศูนย์ เดซิเบล และแอมพลิฟายเออร์แบบรามานมีแบนด์วิดท์การขยายสัญญาณเกือบไม่จำกัด เนื่องจากใช้เลเซอร์ปั๊มหลายความยาวคลื่น สำหรับระบบใต้ทะเลและสายหลักระยะไกล แทบไม่มีเทคโนโลยีใดที่จะเหนือกว่าแอมพลิฟายเออร์แบบรามานได้

ข้อเสียใหญ่หลวงคือความซับซ้อนและราคาสูง แอมปลิไฟเออร์ราแมน ต้องใช้เลเซอร์ปั๊มกำลังสูงหลายตัว และการจัดการออปติกส์อย่างระมัดระวัง จึงไม่เหมาะสมกับเครือข่าย CATV โดยเฉพาะเมื่อระยะทางของสายส่งมักไม่เกิน 40 กิโลเมตร ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดในกรณีนี้คือ EDFA และ EYDFA

การเลือกให้เหมาะกับเครือข่ายของคุณ

ความสามารถที่แตกต่างกันของแต่ละ อุปกรณ์แอมพลิฟายเออร์แสง การอภิปรายที่นี่จะช่วยให้คุณเลือกตัวขยายสัญญาณแสงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ สำหรับการกระจายสัญญาณ CATV เกือบทั้งหมด รวมถึงการใช้งานแบบ FTTH access ตัวขยายสัญญาณ EDFA ให้สมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความน่าเชื่อถือ ระดับสัญญาณรบกวน และต้นทุน หากคุณคาดว่าจะมีความยาวของสายส่ง (feeder) ที่มากขึ้น หรือต้องการอัตราส่วนแยกสัญญาณ (split ratio) ที่ 1:128 ตัวขยายสัญญาณ EYDFA จะสามารถตอบโจทย์ความต้องการของคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับเครือข่ายแบบ access เกือบทั้งหมด ตัวขยายสัญญาณ SOA หรือตัวขยายสัญญาณแบบ Raman จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการสำหรับ CATV และ FTTH ได้

บริษัท Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. ซึ่งมีสายการผลิตแบบครบวงจร ตั้งแต่ขั้นตอน SMT ไปจนถึงการประกอบขั้นสุดท้าย สามารถจัดหาตัวขยายสัญญาณแสงที่มีความทนทานสูงเพื่อรองรับความต้องการที่หลากหลายของเครือข่ายต่าง ๆ ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวขยายสัญญาณ EDFA มาตรฐานสำหรับการใช้งาน FTTH แบบ 1:32 หรือตัวขยายสัญญาณแบบ Raman สำหรับสายเคเบิลใต้น้ำในพื้นที่ชนบท การเลือกประเภทตัวขยายสัญญาณที่เหมาะสม รวมทั้งผู้ผลิตที่มีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ ถือเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการรับประกันอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของเครือข่าย