EDFA
Optička pojačala su kritična tehnologija za optičke komunikacijske mreže, omogućujući prijenos mnogih terabita podataka na udaljenosti od nekoliko stotina do hiljade kilometara prevladavanjem ograničenja gubitka vlakana. Kao prvo optičko pojačalo koje se obično koristi u optičkim komunikacijskim sistemima, EDFA je rezultirao dramatičnim porastom prenosnih kapaciteta primjenom WDM sustava. Opremljeni značajkama velike izlazne snage, visokog pojačanja, širokog propusnog opsega, neovisnosti od polarizacije i niske razine buke, EDFA su postali jedna od ključnih komponenti koje se koriste u optičkom komunikacijskom sustavu nove generacije. Pa šta je EDFA? Poznajete li princip rada EDFA?
Šta je EDFA?
Erbijumsko pojačano vlakno pojačalo (EDFA) je optički repetitor koji se koristi za pojačavanje intenziteta optičkih signala koji se provode kroz optički komunikacijski sistem. Optička vlakna dopirana su erbijem rijetko zemljanih elemenata tako da stakleno vlakno može apsorbirati svjetlost na jednoj frekvenciji i emitirati svjetlost na drugoj frekvenciji.
Radni princip EDFA
Vlakna koja sadrže erbijum (EDF) su u srcu EDFA tehnologije, koja je uobičajena silika vlakna dopirana Erbiumom. Kad je Erbium osvijetljen svjetlosnom energijom odgovarajuće valne duljine (bilo 980 nm ili 1480 nm), on se motivira u srednje vijek dugog životnog vijeka, a zatim se raspada natrag u osnovno stanje emitirajući svjetlost u opsegu 1525-1565 nm . Erbium se može pumpati svjetlošću od 980 nm, u tom slučaju prolazi kroz nestabilno kratkotrajno stanje prije nego što brzo propadne u kvazi stabilno stanje, ili svjetlom od 1480 nm, u kojem slučaju je izravno pobuđen u kvazi stabilno stanje . Jednom u kvazi stabilnom stanju propada u osnovno stanje emitujući svjetlost u pojasu 1525-1565 nm. Ovaj proces raspadanja može biti potaknut već postojećom svjetlošću, što rezultira pojačanjem. EDFA princip rada prikazan je na slici 1.
Slika 1: EDFA princip rada.
Baisc konfiguracija EDFA
EDFA konfiguracija se uglavnom sastoji od EDF-a, pumpnog lasera i komponente (koja se često naziva WDM) za kombiniranje signala i valne dužine pumpe kako bi se mogli istovremeno širiti kroz EDF. U principu, EDFAs mogu biti dizajnirani tako da se energija crpke širi u istom smjeru kao signal (pumpa prema naprijed), suprotnom smjeru od signala (unatrag pumpa) ili u oba smjera zajedno. Energija pumpe može biti ili 980 nm energije pumpe, 1480 nm energije pumpe ili kombinacija oboje. Praktično, najčešća EDFA konfiguracija je konfiguracija pumpe prema naprijed pomoću energije pumpe od 980 nm, kao što je prikazano na slici 2.
Slika 2: EDFA konfiguracija s 980 nm energijom crpke
Primjena EDFA
Nakon učenja što je EDFA, i princip rada EDFA. Zatim ćemo razgovarati o obrascima za prijavu i poljima aplikacija EDFA.
Booster pojačalo
Kada se koristi kao potisno pojačalo, EDFA se raspoređuje na izlazu optičkog predajnika radi poboljšanja izlazne snage signala više talasne dužine koji je multipleksiran, kao što je prikazano na slici 3. Na ovaj način mogu se proširiti udaljenosti optičke komunikacijske prenosa. . Ovaj obrazac postavlja zahtjev za većom izlaznom snagom na EDFA.
Slika 3: Pojačavajuće pojačalo
Predpojačalo
Kad se koristi kao predpojačalo, EDFA trebaju karakteristike niske buke i velikog pojačanja. Opremljen ovim značajkama, EDFA može značajno poboljšati osjetljivost optičkog prijemnika kada je raspoređen na ulazu optičkog prijemnika, kao što je prikazano na slici 4.
Slika 4: Predpojačalo
Line pojačalo
Kad se koristi kao linijsko pojačalo, EDFA je u mogućnosti periodično nadoknaditi gubitak prijenosnih vodova. Kao zamjena za OEO repetitor, EDFA može izravno pojačati optičke signale koji se prenose u linijama. Na ovaj način rješavamo probleme uskih grla fotoelektrične razmjene da bismo postavili temelj za sve-optičku mrežu (AON). Slika 5 prikazuje ovu primjenu EDFA.
Slika 5: Linijsko pojačalo
EDFA ima sljedeća područja primjene:
(1) EDFA se može koristiti u optičkom komunikacijskom sustavu velikog kapaciteta i velike brzine. Primjena EDFA vrlo je konstruktivna za rješavanje problema male osjetljivosti prijemnika i kratkih udaljenosti prijenosa zbog nedostatka OEO repetitora.
(2) EDFA se može koristiti u optičkom komunikacijskom sustavu dugog puta. Korištenjem EDFA-e možemo drastično sniziti troškove konstrukcije povećanjem razmaka repetitora kako bismo smanjili količinu regenerativnih repetitora. Optički komunikacijski sustav dugog opsega uglavnom uključuje optički prijenosni sustav kopnenih prtljažnika i sustav za prijenos kabela optičkih vlakana.
(3) EDFA se može koristiti u sustavu pristupa pretplatničkim optičkim vlaknima. Ako su udaljenosti prijenosa prevelike, EDFA će funkcionirati kao pojačalo linija za nadoknadu gubitaka u prijenosnoj mreži, na taj način uvelike povećavajući broj pretplatnika.
(4) EDFA se može koristiti u sustavu multipleksiranja (WDM) s podjelom dužine valne duljine, posebno u sustavu umnožavanja gustoće podjele (DWDM). Korištenje EDFA u WDM sustavu može riješiti probleme gubitka umetanja i smanjiti utjecaj kromatske disperzije.
(5) EDFA se može koristiti u sustavu televizijskih antena u zajednici (CATV). U CATV sistemu, EDFA funkcioniše kao pojačalo da bi poboljšao ulaznu snagu optičkog predajnika. Korištenje EDFA za nadoknadu gubitka umetanja optičkih razdjelnika snage može značajno povećati opseg distribucijske mreže i povećati broj pretplatnika.
Zaključak
Iz navedenog dobro razumijevamo EDFA, uključujući princip rada EDFA i njegovu primjenu. Od različitih tehnologija dostupnih za optička pojačala, EDFA tehnologija je daleko najsavremenija. Danas se EDFA intenzivno koristi u komunikacijskim mrežama s optičkim vlaknima. Kako se komunikacijske tehnologije nastavljaju razvijati, EDFA će postati preferirani izbor za buduća optička pojačala. Opremljen značajkama ravnog pojačanja u velikom dinamičkom rasponu pojačanja, niskog šuma, visoke izlazne snage zasićenja i stabilnog rada s izvrsnim privremenim suzbijanjem, EDFA će igrati sve važniju ulogu u optičkom komunikacijskom sustavu radi boljeg služenja pretplatnicima.