Οπτικός ενισχυτής - EDFA (ενισχυτής οπτικών ινών εμβαπτισμένο σε Erbium) για το σύστημα WDM

Οπτικός ενισχυτής - EDFA (ενισχυτής οπτικών ινών εμβαπτισμένο σε Erbium) για το σύστημα WDM

Οι οπτικοί ενισχυτές χρησιμεύουν ως ένα ενσωματωμένο τμήμα της μετάδοσης δεδομένων για μεγάλα ταξίδια. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του οπτικού ενισχυτή είναι ότι η συσκευή μπορεί να ενισχύσει οπτικά το σήμα απευθείας χωρίς να χρειάζεται να μετατρέψει το σήμα σε ηλεκτρικό πριν την ενίσχυση. Το EDFA (ενισχυτής ενισχυτή οπτικών ινών Erbium) είναι ο μοναδικός τύπος πολλών διαφορετικών οπτικών ενισχυτών που μπορούν να επιτύχουν την ενίσχυση σήματος κατά την μακρόχρονη οπτική επικοινωνία.

Βασικά στοιχεία οπτικού ενισχυτή

Κατά τη μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις, το οπτικό σήμα πρέπει να ενισχυθεί πολλές φορές μεταξύ τους λόγω της απώλειας σήματος από την εξασθένιση των ινών, τις απώλειες συνδεσιμότητας, τις απώλειες συρραφής, κλπ. Πριν από την εφεύρεση του οπτικού ενισχυτή, το οπτικό σήμα πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε ηλεκτρικό σήμα, ενισχυμένο και στη συνέχεια μετατρέπεται και πάλι στο οπτικό σήμα. Η διαδικασία είναι πολύ περίπλοκη και δαπανηρή. Ο οπτικός ενισχυτής έχει εφευρεθεί από τότε που μπορεί να ενισχύσει απευθείας τα σήματα, η διαδικασία αυτή είναι σημαντικά φθηνότερη και ξεκίνησε μια επανάσταση οπτικών ινών. Υπάρχουν τρεις τύποι ενισχυτών οπτικών ινών: EDFA, ενισχυτής Raman και οπτικός ενισχυτής ημιαγωγών (SOA).

Τι είναι ο ενισχυτής EDFA;

Ο EDFA ή ο ενισχυτής οπτικών ινών με Erbium είναι ο πιο εξελιγμένος οπτικός ενισχυτής στο σύστημα WDM που χρησιμοποιεί την οπτική ίνα με Erbium ως οπτικό ενισχυτικό μέσο για την άμεση ενίσχυση των σημάτων. Το ενισχυτικό μέσο είναι μια γυάλινη οπτική ίνα που είναι εφοδιασμένη με ιόντα έρβιου. Το ενισχυτικό μέσου με ίνες με έμβλημα με έρβιο ενισχύει το φως στα μήκη κύματος που βρίσκονται κοντά στα 1550 nm - τα οπτικά μήκη κύματος που υποφέρουν από ελάχιστη εξασθένηση στις οπτικές ίνες. Το EDFA λειτουργεί καλύτερα στο εύρος 1530 έως 1565 nm και διαθέτει χαμηλό θόρυβο και μπορεί να ενισχύσει ταυτόχρονα πολλά μήκη κύματος, καθιστώντας τον τον ενισχυτή ινών επιλογής για τις περισσότερες εφαρμογές στις οπτικές επικοινωνίες.

Τρεις τύποι ενισχυτών EDFA για συνδεσιμότητα DWDM

Σύμφωνα με τις λειτουργίες, το EDFA μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους: ενίσχυση ενισχυτή, ενισχυτή in-line και προενισχυτή.

Ενισχυτή ενίσχυσης

Ένας ενισχυτής ενισχυτή λειτουργεί στην πλευρά μετάδοσης του συνδέσμου, που έχει σχεδιαστεί για να ενισχύσει τα κανάλια σήματος που εξέρχονται από τον πομπό στο επίπεδο που απαιτείται για την εκτόξευση στο σύνδεσμο των ινών. Δεν απαιτείται πάντα σε συνδέσεις ενός καναλιού, αλλά αποτελεί ουσιαστικό στοιχείο στη σύνδεση DWDM όπου ο πολυπλέκτης εξασθενεί τα κανάλια σήματος. Έχει υψηλή ισχύ εισόδου, υψηλή ισχύ εξόδου και μεσαίο οπτικό κέρδος. Οι συνηθισμένοι τύποι είναι 20dBm Έξοδος C-band 40 καναλιών 26dB Gain Booster EDFA, 16dBm Εξόδου C-band 40 καναλιών 14dB Gain Booster EDFA και ούτω καθεξής.

Ενισχυτή εν σειρά

Ένας εν σειρά ενισχυτής είναι γενικά ρυθμισμένος στα ενδιάμεσα σημεία κατά μήκος της ζεύξης μετάδοσης σε μια σύνδεση DWDM για να ξεπεραστεί η μετάδοση ινών και άλλες απώλειες διανομής. Ο ενισχυτής οπτικής γραμμής έχει σχεδιαστεί για οπτική ενίσχυση μεταξύ δύο κόμβων δικτύου στον κύριο οπτικό σύνδεσμο. Ενσωματωμένοι ενισχυτές τοποθετούνται κάθε 80-100 χιλιόμετρα για να διασφαλιστεί ότι το επίπεδο οπτικού σήματος παραμένει πάνω από το θόρυβο. Διαθέτει μέση έως χαμηλή ισχύ εισόδου, υψηλή ισχύ εξόδου, υψηλό οπτικό κέρδος και χαμηλό επίπεδο θορύβου.

Προενισχυτής

Ένας προενισχυτής λειτουργεί στο άκρο λήψης ενός συνδέσμου DWDM. Ο προενισχυτής χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει τις απώλειες σε έναν αποπολυπλέκτη κοντά στον οπτικό δέκτη. Τοποθετημένο πριν από το τέλος του δέκτη του συνδέσμου DWDM, ο προενισχυτής λειτουργεί για να ενισχύσει το επίπεδο του σήματος πριν γίνει η ανίχνευση φωτογραφιών σε ένα σύστημα εξαιρετικής απόστασης, βελτιώνοντας έτσι την ευαισθησία λήψης. Έχει σχετικά χαμηλή ισχύ εισόδου, μέση ισχύ εξόδου και μεσαίο κέρδος.

Πώς λειτουργεί το EDFA;

Βασικά, το EDFA αποτελείται από ένα μήκος EDF (ίνα με έγχυση Erbium), ένα λέιζερ αντλίας και ένα συνδυασμό WDM. Ο συνδυασμός WDM είναι για το συνδυασμό του μήκους κύματος του σήματος και της αντλίας, έτσι ώστε να μπορούν να διαδοθούν ταυτόχρονα μέσω του EDF. Η κάτω εικόνα παρουσιάζει ένα λεπτομερέστερο σχηματικό διάγραμμα του EDFA.

Το οπτικό σήμα, όπως ένα σήμα 1550nm, εισέρχεται σε έναν ενισχυτή EDFA από την είσοδο. Το σήμα 1550nm συνδυάζεται με ένα λέιζερ αντλίας 980nm με μια συσκευή WDM. Το σήμα και ο λέιζερ της αντλίας περνούν μέσα από ένα μήκος ινών που είναι εφοδιασμένα με ιόντα Erbium. Το σήμα 1550nm ενισχύεται μέσω της αλληλεπίδρασης με τα ιόντα Erbium ντόπινγκ. Αυτή η ενέργεια ενισχύει ένα αδύναμο οπτικό σήμα σε υψηλότερη ισχύ, επηρεάζοντας την ισχύ του σήματος.

Γιατί ο ενισχυτής οπτικών ινών EDFA είναι απαραίτητος για το σύστημα DWDM;

Σήμερα, ο οπτικός ενισχυτής EDFA αυξάνεται ως μια προτιμώμενη επιλογή για τη μέθοδο ενίσχυσης σήματος για συστήματα DWDM, λόγω του χαμηλού θορύβου του και της μη ευαισθησίας στην πόλωση του σήματος. Εκτός αυτού, η ανάπτυξη του EDFA είναι σχετικά πιο εύκολη στην πραγματοποίηση και πιο προσιτή σε σύγκριση με άλλες μεθόδους ενίσχυσης σήματος.

Πλεονεκτήματα

Τα EDFA έχουν μεγάλη απόδοση στην αντλία (> 50%). Απλά και ταυτόχρονα ενισχύουν μια ευρεία ζώνη μήκους κύματος (> 80nm) στην περιοχή των 1550 nm, με ένα σχετικά σταθερό κέρδος. Η ομαλότητα μπορεί να βελτιωθεί με τα οπτικά φίλτρα επιπέδωσης. Κέρδος άνω των 50 dB. Χαμηλό επίπεδο θορύβου κατάλληλο για εφαρμογές μακρινών αποστάσεων.

Ενισχυτές FOCC DWDM EDFA

Ο ενισχυτής ίνας FOCC DWDM EDFA είναι ενισχυτής ενισχυτή οπτικών ραγών ενισχυτή οπτικής ίνας C με χαμηλό θόρυβο, ενισχυμένο με κέρδος, σχεδιασμένο να επεκτείνει την απόσταση στην οπτική υποδομή DWDM. Παρέχει στους πελάτες τη δυνατότητα να επεκτείνουν μέχρι και 40 κανάλια, 2.5Gbps ή 10Gbps οπτική υποδομή σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Το FS παρέχει τρεις τύπους DWDM EDFAs-Booster ενισχυτή, ενισχυτή εν σειρά, προενισχυτή με πολλές επιλογές εξόδου (12dBm-35dBm).

Εκτός από το EDFA, το Σύστημα Μεταφοράς Multi-Service (FMT) περιλαμβάνει επίσης άλλες συσκευές όπως το OEO, το DCM και το OLP για να δημιουργήσουν μαζί ένα δίκτυο DWDM μακράς διαδρομής. Επιπλέον, θα σχεδιάσουμε προσωπικά την ONT λύση κάθε πελάτη που θα είναι απόλυτα προσαρμοσμένη στις συγκεκριμένες ανάγκες.