EDFA
Оптичните усилватели са критичната технология за оптичните комуникационни мрежи, позволяващи предаването на много терабити от данни на разстояния от няколкостотин километра до хиляди километри чрез преодоляване на ограничението на загубата на влакна. Като първи оптичен усилвател, често използван в оптичните комуникационни системи, EDFA доведе до драматичен ръст на капацитета на предаване с внедряването на WDM системи. За да бъдат оборудвани с характеристиките на висока изходна мощност, високо усилване, широка честотна лента, независимост на поляризацията и ниска стойност на шума, EDFA се превърнаха в един от ключовите компоненти, използвани в оптичната комуникационна система от ново поколение. И така, какво е EDFA? Знаете ли принципа на работа на EDFA?
Какво е EDFA?
Ербиевият усилен усилвател на влакна (EDFA) е оптично повторително устройство, което се използва за повишаване на интензивността на оптичните сигнали, пренасяни чрез оптична комуникационна система. Оптично влакно е легирано с рядкоземния елемент ербий, така че стъкленото влакно може да абсорбира светлина с една честота и да излъчва светлина с друга честота.
Работен принцип на EDFA
Ербиево-легираното влакно (EDF) е в основата на технологията EDFA, която е конвенционална силикатна нишка, легирана с Erbium. Когато Erbium е осветен със светлинна енергия при подходяща дължина на вълната (или 980 nm, или 1480 nm), той се мотивира до междинно състояние за дълъг живот, след което се разпада обратно в основното състояние, излъчвайки светлина в обхвата на 1525-1565 nm , Ербиумът може да бъде изпомпван от светлина от 980 nm, в този случай той преминава през нестабилно състояние за кратък живот, преди бързо да се разпадне до квази-стабилно състояние, или от 1480 nm светлина, в този случай той е директно възбуден до квази-стабилното състояние , Веднъж в квази-стабилно състояние, той се разпада до основното състояние, излъчвайки светлина в лентата 1525-1565 nm. Този процес на гниене може да бъде стимулиран от вече съществуваща светлина, което води до усилване. Принципът на работа на EDFA е показан на фигура 1.
Фигура 1: Принцип на работа на EDFA.
Baisc конфигурация на EDFA
Конфигурацията на EDFA се състои главно от EDF, помпа лазер и компонент (често наричан WDM) за комбиниране на сигнала и дължината на вълната на помпата, така че да могат да се разпространяват едновременно през EDF. По принцип EDFA могат да бъдат проектирани така, че енергията на помпата да се разпространява в същата посока като сигнала (изпомпване напред), обратна на сигнала (обратно изпомпване) или в двете посоки заедно. Енергията на помпата може да бъде или 980 nm енергия на помпата, 1480 nm енергия на помпата, или комбинация от двете. На практика най-често срещаната конфигурация на EDFA е конфигурирането на изпомпване напред с използване на помпата 980 nm енергия, както е показано на фигура 2.
Фигура 2: Конфигурацията EDFA с енергия на помпата 980 nm
Приложение на EDFA
След като научите какво е EDFA и принцип на работа на EDFA. По-нататък ще обсъдим формулярите за кандидатстване и полетата за кандидатстване на EDFA.
Бустер усилвател
Когато се използва като усилвател на усилвателя, EDFA се разгръща в изхода на оптичен предавател, за да подобри изходната мощност на сигнала на многовълнова дължина, който е мултиплексиран, както е показано на фигура 3. По този начин разстоянията на предаване на оптична комуникация могат да бъдат разширени , Това заявление поставя изисквания за по-висока изходна мощност на EDFA.
Фигура 3: Бустер усилвател
предусилвател
Когато се използва като предусилвател, EDFA се нуждае от функции с нисък шум и високо усилване. Като е оборудван с тези функции, EDFA може значително да подобри чувствителността на оптичен приемник, когато се разполага във входа на оптичен приемник, както е показано на фигура 4.
Фигура 4: предусилвател
Линия усилвател
Когато се използва като линеен усилвател, EDFA е в състояние периодично да компенсира загубите при предаване на линии. Като заместител на OEO повторителя, EDFA може директно да усилва оптичните сигнали, предавани по линии. По този начин ние решаваме проблемите със затрудненията на фотоелектричния обмен, за да поставим основа за изцяло оптична мрежа (AON). Фигура 5 показва това приложение на EDFA.
Фигура 5: Линейният усилвател
EDFA има следните области на приложение:
(1) EDFA може да се използва в оптичната комуникационна система с голям капацитет и висока скорост. Приложението на EDFA е много конструктивно за справяне с проблемите с ниската чувствителност на приемниците и късите разстояния на предаване поради липсата на OEO ретранслатор.
(2) EDFA може да се използва в оптична комуникационна система за дълги разстояния. Използвайки EDFA, можем драстично да намалим строителните разходи, като увеличим разстоянието между ретранслатора, за да намалим количеството регенеративни ретранслатори. Оптичната комуникационна система за дълги разстояния включва главно оптичната предавателна система на сухопътния ствол и кабелната система за подводни оптични влакна.
(3) EDFA може да се използва в мрежата за достъп до оптични влакна. Ако разстоянията за предаване са твърде дълги, EDFA ще функционира като линейния усилвател, за да компенсира преносните загуби на линиите, като по този начин значително увеличава броя на абонатите.
(4) EDFA може да се използва в система за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната (WDM), особено в система за мултиплексиране с делителна дължина на вълната (DWDM). Използването на EDFA в системата WDM е в състояние да реши проблемите със загубата на вмъкване и да намали влиянието на хроматичната дисперсия.
(5) EDFA може да се използва в системата за антенна телевизия на общността (CATV). В системата CATV EDFA функционира като усилвател за усилване, за да подобри значително входната мощност на оптичен предавател. Използването на EDFA за компенсиране на загубата на вмъкване на оптични разделители на мощност може значително да увеличи мащаба на разпределителната мрежа и да увеличи броя на абонатите.
заключение
От гореизложеното ние добре разбираме EDFA, включително принципа на работа на EDFA и неговото приложение. От различните технологии, предлагани за оптични усилватели, технологията EDFA е най-модерната. В наши дни EDFA е широко в комуникационните мрежи с оптични влакна. Докато комуникационните технологии продължават да се развиват, EDFA ще стане предпочитаният избор за бъдещите оптични усилватели. Оборудван с функциите на плосък коефициент на усилване в голям динамичен диапазон на усилване, нисък шум, висока наситена изходна мощност и стабилна работа с отлично преходно потискане, EDFA ще играе все по-важна роля в оптичната комуникационна система за по-добро обслужване на абонатите.
