EYDFA проти EDFA: Який оптичний підсилювач підходить для мереж FTTH з високою потужністю?

З розвитком мереж «волокно-до-дому» (FTTH) для забезпечення застосунків із високим споживанням пропускної здатності, таких як потокове відтворення відео у форматі 8K, хмарні ігри та корпоративне підключення, попит на оптичні підсилювачі високої потужності став найбільшим за весь час. Під час проектування мережі або інтеграції систем інженери-мережники та інтегратори систем часто повинні обрати між двома типами волоконних підсилювачів: EDFA (ербій-легований волоконний підсилювач) та його більш потужним аналогом — EYDFA (ербій-іттербій-легований волоконний підсилювач). У цій статті наведено детальне технічне порівняння, щоб полегшити ваш вибір між цими технологіями підсилення й допомогти визначити, який із них найкраще підходить для вашого розгортання FTTH високої потужності.

Технічна основа: що відрізняє EYDFA від EDFA?

Як EDFA, так і EYDFA здаються однаковими й обидва використовують іони ербію як середовище підсилення для підсилення оптичних сигналів у C-діапазоні (1530–1565 нм). Але фізичні принципи — це зовсім інша справа. У традиційному EDFA застосовується одномодове ядерне накачування, при якому світло накачування (зазвичай на довжині хвилі 980 нм або 1480 нм) обмежене ядром волокна. Такий дизайн природно призводить до низького коефіцієнта поглинання потужності накачування й обмежує вихідну потужність з комірок приблизно до 23 дБм (200 мВт/канал) через нелінійну поведінку комірок і обмеження потужності діодів накачування.

З іншого боку, EYDFA забезпечує волоконну структуру з подвійною оболонкою, леговану ербієм та іттербієм. Іони іттербію (Yb³+) є сенсибілізаторами, які дуже ефективно поглинають багатомодовий накачувальний промінь у спектральному діапазоні 915–980 нм і передають енергію іонам ербію за допомогою резонансного процесу передачі енергії. EYDFA забезпечує вихідну потужність понад 1 Вт у комерційних модулях — до 27–35 дБм (0,5–3 Вт), а в конфігураціях у стійках — навіть до 41 дБм (12 Вт), завдяки поєднанню цієї конструкції з подвійною оболонкою та ядра з великою площею моди. EYDFA є ідеальним підсилювачем для застосувань у потужних оптичних підсилювачах через свою виняткову здатність подолати ефект насичення поглинання накачувального випромінювання в традиційних EDFA .

Порівняння характеристик: потужність, коефіцієнт підсилення та коефіцієнт шуму

Серед наведених параметрів вихідна потужність є найважливішою при порівнянні EDFA та EYDFA для FTTH. Стандартний EDFA забезпечує потужність 13–23 дБм на кожен вихідний порт і підходить для пасивних розподільників з коефіцієнтом розподілу 1:64 на середніх відстанях (10–20 км). Однак у разі використання пасивних розподільників з коефіцієнтами 1:128 або 1:256 у високозаселених міських житлових комплексах оптичного бюджету EDFA може бути недостатньо. Існує, однак, підсилювач EYDFA, який забезпечує потужність 27–33 дБм на порт — що еквівалентно збільшенню доступної потужності в чотири рази без застосування активної регенерації в проміжних точках.

Іншим важливим фактором є рівномірність посилення. Підсилювач EYDFA демонструє добру рівномірність посилення у всьому C-діапазоні (від 1530 нм до 1565 нм) завдяки оптимізованим співвідношенням домішок та розподілу накачувальної потужності. Для систем WDM (мультиплексування за довжиною хвилі), що накладаються на FTTH, така рівномірність особливо бажана, оскільки сигнали від WDM-систем повинні підсилюватися до стабільного рівня, щоб забезпечити якість накладених сигналів (наприклад, CATV на 1550 нм та RF-накладення на 1578 нм).

Сценарії застосування: де кожен підсилювач показує найкращі результати?

Вибір між EYDFA та EDFA зрештою залежить від умов розгортання. У типових застосуваннях FTTH, де коефіцієнт розподілу становить 1:32 або 1:64, а довжина фідерної лінії — менше 20 км, використання звичайного EDFA є найекономічнішим варіантом. Це забезпечує перевірену надійність, компактні форм-фактори 1U або 2U та стабільні ланцюги поставок.

Для мереж FTTH з високою потужністю, особливо тих, що орієнтовані на масштабне розповсюдження CATV, EYDFA стає найкращим варіантом порівняно з рішеннями RFoG (RF over Glass) для сільського широкосмугового зв’язку або триподійною конвергенцією. Уявіть собі, що один оптичний лінійний термінал (OLT) підключений до чотирьох каскадних розділювачів 1:256, кожен із яких обслуговує 1024 абоненти. Отже, таку топологію можна забезпечити одним підсилювачем EYDFA з вихідною потужністю 33 дБм, що дуже зручно для налаштування мережі й значно зменшує кількість точок відмов. Аналогічно, для більш довгих фідерних ліній до кластерних блоків (30–40 км) EYDFA забезпечує додатковий бюджет потужності, щоб компенсувати затухання та втрати на розділювачах, не вимагаючи дорогого дистанційного підсилювального будиночка.

Крім того, EYDFA забезпечує переваги у підсиленні у режимі спалахів та придушенні перехідних процесів у рішеннях високопотужних оптичних підсилювачів для міжцентрових з’єднань дата-центрів і систем чутливості, перевершуючи традиційні конструкції EDFA.

Аналіз витрат і переваг: загальна економіка системи

Загальна економіка системи може сприяти вибору високопотужного варіанта підсилювача EYDFA порівняно з EDFA аналогічних характеристик. У розподілених архітектурах підсилення один EYDFA замінює 4–8 каскадних блоків EDFA. Така консолідація дозволяє знизити витрати на закупівлю обладнання, місце в стійці, електроенергію та технічне обслуговування. Крім того, спрощене сигнальне коло зменшує накопичення погіршення коефіцієнта шуму, яке становить 0,5–1 дБ на кожен каскадний етап EDFA.

Крім того, лазер накачування EYDFA має вищу надійність. Модулі EYDFA широко доступні й використовують недорогі багатомодові діоди накачування високої потужності замість дорогих одномодових лазерів накачування, що забезпечує вищий середній час безвідмовної роботи (MTBF) і нижчу вартість заміни протягом типового 10-річного терміну експлуатації мережі.

Чому варто обрати компанію Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd.?

Компанія Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. має значний досвід у сфері продуктів волоконних підсилювачів і пропонує надійні рішення EDFA та EYDFA. Високопотужний підсилювач 77FEYA2 Series 2U використовує передову технологію волокна з подвійною оболонкою, легованого ербієм і іттербієм, забезпечуючи загальну вихідну потужність до 41 дБм (понад 12 Вт) і гнучкі конфігурації з 4, 8, 16, 32 або 64 портами для адаптації до різноманітних топологій мереж. Інтелектуальне керування підсиленням, повний моніторинг аварійних сигналів та гаряче замінні резервні джерела живлення забезпечують безперервну роботу цілодобово.

Висока якість продукції забезпечується виробничими потужностями компанії Shandong Wanshuo. Компанія має 12 високоякісних цехів очищення, досягає коефіцієнта виходу придатної продукції з першого проходу у виробництві SMT на рівні 99,8 % та використовує повністю автоматизоване хвильове паяння з інспекцією AOI. Незалежна команда досліджень і розробок компанії створює й постачає інтелектуальні системи тестування з повною можливістю відстеження даних на всіх етапах виробничого процесу; завдяки цьому розроблено рішення для оптичних підсилювачів високої потужності, що відповідають вимогам сертифікацій CE, FCC та RoHS. Shandong Wanshuo Optoelectronic Equipment Co., Ltd. надає технології та виробничі потужності — від пілотних проектів до масштабного розгортання по всій країні — будь-якому оператору мережі, який шукає оптимального балансу між потужністю, продуктивністю, надійністю та ефективністю витрат у своїх FTTH-розгортаннях.