EDFA
Optilised võimendid on optiliste kommunikatsioonivõrkude jaoks kriitiline tehnoloogia, mis võimaldavad kiudainete kadu piirangu ületamisel edastada paljude terabitside andmeid mõnesajast kilomeetrist tuhandete kilomeetriteni. Esimese optilise võimendina, mida tavaliselt kasutatakse optilistes sidesüsteemides, on EDFA WDM-süsteemide kasutuselevõtu tulemusel dramaatiliselt suurendanud ülekandevõimsust. Olles varustatud suure väljundvõimsuse, suure võimenduse, lai ribalaiuse, polarisatsiooni sõltumatuse ja madala müratasemega, on EDFA-d muutunud üheks võtmeelemendiks, mida kasutatakse uue põlvkonna optilises sidesüsteemis. Mis on EDFA? Kas teate EDFA tööpõhimõtet?
Mis on EDFA?
Erbium-legeeritud fiibervõimendi (EDFA) on optiline repiiter, mida kasutatakse kiudoptilise sidesüsteemi kaudu edastatavate optiliste signaalide intensiivsuse suurendamiseks. Optiline kiud leotatakse haruldaste muldmetallide erbiumiga, nii et klaaskiud suudab neeldada valgust ühel sagedusel ja eraldada valgust teisel sagedusel.
EDFA tööpõhimõte
Erbiumiga seotatud kiud (EDF) on EDFA tehnoloogia keskmes, mis on tavaline Erbiumiga legeeritud ränidioksiidkiud. Kui Erbiumi valgustatakse sobiva energia lainepikkusega (kas 980 nm või 1480 nm) valgusenergiaga, on see pikaajaline vahepealne olek, siis see laguneb tagasi põhiseisundisse, kiirgades valgust vahemikus 1525-1565 . Erbiumi saab pumbata kas 980 nm valguse abil, sel juhul läbib see ebastabiilse lühikese eluea oleku, enne kui see kiiresti laguneb peaaegu stabiilseks, või 1480 nm valgusega, sel juhul ergastub see otse kvaasistabiilsesse olekusse. . Kui see on peaaegu stabiilsena, laguneb see põhiasendisse, kiirgades valgust laineala vahemikus 1525-1565. Seda lagunemisprotsessi saab stimuleerida olemasoleva valguse abil, mille tulemuseks on võimendamine. EDFA tööpõhimõte on näidatud joonisel 1.
Joonis 1: EDFA tööpõhimõte.
EDFA baisc-konfiguratsioon
EDFA konfiguratsioon koosneb peamiselt EDF-ist, pumbalaserist ja komponendist (mida sageli nimetatakse ka WDM-ks) signaali ja pumba lainepikkuse ühendamiseks, nii et need saaksid levida samaaegselt läbi EDF-i. Põhimõtteliselt saab EDFA-sid konstrueerida nii, et pumba energia levib signaaliga samas suunas (edasi pumpamine), signaaliga vastupidises suunas (tagasi pumpamine) või mõlemas suunas koos. Pumba energia võib olla kas 980 nm pumba energia, 1480 nm pumba energia või mõlema kombinatsioon. Praktiliselt on kõige tavalisem EDFA konfiguratsioon ettepoole pumpamise konfiguratsioon, kasutades pumba energiat 980 nm, nagu on näidatud joonisel 2.
Joonis 2: EDFA konfiguratsioon pumba energiaga 980 nm
EDFA kohaldamine
Pärast seda, kui olete õppinud, mis on EDFA ja EDFA tööpõhimõte. Järgmisena arutame EDFA taotlusvorme ja taotlusvälju.
Booster võimendi
Kui kasutatakse võimendusvõimendina, kasutatakse EDFA optilise saatja väljundis, et parandada multipleksitud mitme lainepikkuse signaali väljundvõimsust, nagu on näidatud joonisel 3. Sel viisil saab optilise side edastamise vahemaid pikendada. . See taotlusvorm nõuab EDFA-lt suuremat väljundvõimsust.
Joonis 3: korduvvõimendi
Eelvõimendi
Eelvõimendina kasutamisel vajab EDFA madala mürataseme ja suure võimendusega funktsioone. Nende funktsioonidega varustatuna võib EDFA optilise vastuvõtja sisendisse rakendamisel märkimisväärselt parandada optilise vastuvõtja tundlikkust, nagu on näidatud joonisel 4.
Joonis 4: eelvõimendi
Liinivõimendi
Liinivõimendina kasutamisel on EDFA võimeline perioodiliselt kompenseerima liinide ülekandekadu. OEO kordaja asendajana saab EDFA otse liinidel edastatavaid optilisi signaale võimendada. Sel viisil lahendame fotoelektrilise vahetuse kitsaskoha probleemid, et panna alus kogu optilisele võrgule (AON). Joonis 5 näitab EDFA rakendust.
Joonis 5: liinivõimendi
EDFA-l on järgmised rakendusalad:
(1) EDFA-d saab kasutada suure läbilaskevõimega ja kiire optilise sidesüsteemina. EDFA rakendamine on väga konstruktiivne, et lahendada vastuvõtjate madala tundlikkuse ja lühikeste edastuskaugustega seotud probleeme, mis on seotud OEO kordusreaatori puudumisega.
(2) EDFA-d saab kasutada pikamaa optilises sidesüsteemis. EDFA abil saame ehituse kulusid dramaatiliselt vähendada, suurendades kordajate vahekaugust, et vähendada regeneratiivsete korduste kogust. Pikamaa optiline sidesüsteem hõlmab peamiselt maismaasõiduki optilist ülekandesüsteemi ja allveelaeva optilise kiudkaabli ülekandesüsteemi.
(3) EDFA-d saab kasutada kiudoptilise abonendi juurdepääsuvõrgusüsteemis. Kui edastuskaugused on liiga pikad, töötab EDFA liinivõimendina, et kompenseerida liinide edastuskaod, suurendades sellega märkimisväärselt abonentide arvu.
(4) EDFA-d saab kasutada lainepikkuse jagunemise (WDM) süsteemis, eriti tiheda lainepikkuse jagunemise (DWDM) süsteemis. EDFA kasutamine WDM-süsteemis on võimeline lahendama sisestuse kadumise probleeme ja vähendama kromaatilise hajutamise mõjusid.
(5) EDFA-d saab kasutada kogukonna antennitelevisiooni (CATV) süsteemis. CATV-süsteemis toimib EDFA võimendusvõimendina, et oluliselt parandada optilise saatja sisendvõimsust. EDFA kasutamine optilise võimsuse jaoturite sisestamise kaotuse kompenseerimiseks võib märkimisväärselt laiendada jaotusvõrgu ulatust ja suurendada abonentide arvu.
Järeldus
Ülaltoodu põhjal on meil EDFAst, sealhulgas EDFA tööpõhimõttest ja selle rakendamisest hea arusaam. Erinevatest optiliste võimendite jaoks pakutavatest tehnoloogiatest on EDFA tehnoloogia kaugelt kõige arenenum. Tänapäeval on EDFA laialdaselt optiliste kiudude sidevõrkudes. Kommunikatsioonitehnoloogia arenedes muutub EDFA tulevaste optiliste võimendite eelistatavaks valikuks. Kuna EDFA on varustatud suure dünaamilise võimendusvahemiku, madala müratasemega, suure küllastusega väljundvõimsuse ja stabiilse tööga ning suurepärase mööduva summutusega funktsioonidega, mängib EDFA optilise sidesüsteemi üha suuremat rolli abonentide paremaks teenindamiseks.
