EDFA
מגברים אופטיים הם הטכנולוגיה הקריטית עבור רשתות התקשורת האופטית, ומאפשרים העברת טרט-נתונים רבים על מרחקים ממאות ספורות עד אלפי קילומטרים על ידי התגברות על מגבלת אובדן הסיבים. כמגבר האופטי הראשון הנפוץ במערכות תקשורת אופטיות, EDFA הביאה לגידול דרמטי בכושר ההולכה עם פריסת מערכות WDM. הצטייד בתכונות של עוצמת פלט גבוהה, רווח גבוה, רוחב פס רחב, עצמאות קיטוב ודמות רעש נמוכה, EDFA הפכו לאחד ממרכיבי המפתח המשמשים את מערכת התקשורת האופטית מהדור החדש. אז מה זה EDFA? האם אתה מכיר את עקרון העבודה של EDFA?
מהי EDFA?
מגבר סיבים ארוטי מסומן (EDFA) הוא מכשיר משחזר אופטי המשמש להגברת עוצמת האותות האופטיים המועברים באמצעות מערכת תקשורת סיב אופטית. סיב אופטי מסומם עם יסוד האדמה הנדיר ארביום כך שסיב הזכוכית יכול לספוג אור בתדר אחד ולפלט אור בתדר אחר.
עקרון העבודה של EDFA
הסיבים המסומנים בערביום (EDF) הם הליבה של טכנולוגיית EDFA, שהם סיבי סיליקה קונבנציונליים המסוממים עם Erbium. כאשר הארביום מואר באנרגיית אור באורך גל מתאים (980 ננומטר או 1480 ננומטר), הוא מונע למצב ביניים ארוך-חיים, ואז הוא מתפרק חזרה למצב הקרקע על ידי פליטת אור בתוך רצועת 1525-1565 ננומטר . ניתן לשאוב את הארביום על ידי אור 980 ננומטר, ובמקרה זה הוא עובר במצב לא יציב לאורך זמן לפני שהוא מתפורר במהירות למצב מעין יציב, או על ידי אור 1480 ננומטר, ובמקרה כזה הוא נרגש ישירות למצב היציב. . כשהוא במצב יציב למחצה, הוא מתרחק למצב הקרקע על ידי פליטת אור ברצועת 1525-1565 ננומטר. ניתן לעורר תהליך ריקבון זה על ידי אור שקיים מראש ובכך לגרום להגברה. עקרון העבודה של EDFA מוצג באיור 1.
איור 1: עקרון העבודה של EDFA.
תצורת Baisc של EDFA
תצורת EDFA מורכבת בעיקר מ- EDF, לייזר משאבה ורכיב (המכונה לעתים קרובות WDM) לשילוב האות ואורך הגל של המשאבה כך שיוכלו להתפשט בו זמנית דרך EDF. באופן עקרוני, ניתן לתכנן EDFA כזו שאנרגיית המשאבה מתפשטת באותו כיוון שבו האות (שאיבה קדימה), הכיוון ההפוך לאות (שאיבה לאחור), או לשני הכיוונים יחד. אנרגיית המשאבה עשויה להיות אנרגיה של משאבה 980 ננומטר, אנרגיית משאבה של 1480 ננומטר, או שילוב של שניהם. מעשית, התצורה הנפוצה ביותר של EDFA היא תצורת השאיבה קדימה המשתמשת באנרגיית משאבה של 980 ננומטר, כפי שמוצג באיור 2.
איור 2: תצורת EDFA עם אנרגיית משאבה של 980 ננומטר
יישום EDFA
לאחר שנלמד מהו EDFA, ועיקרון העבודה של EDFA. בשלב הבא נדון בטפסי בקשה ושדות בקשה של EDFA.
מגבר מאיץ
כאשר משתמשים בו כמגבר המאיץ, EDFA נפרשת בפלט של משדר אופטי כדי לשפר את עוצמת הפלט של אות אורך הגל המרובה, כמתואר באיור 3. בדרך זו ניתן להרחיב את מרחקי העברת התקשורת האופטית . טופס בקשה זה מציב דרישה של כוח תפוקה גבוה יותר על EDFA.
איור 3: מגבר המאיץ
מגבר קדימה
כאשר משתמשים בהן כמגבר המקדים, EDFA זקוקה לתכונות של רעש נמוך ורווח גבוה. כשהוא מצויד בתכונות אלה, EDFA יכול לשפר משמעותית את הרגישות של מקלט אופטי כאשר הוא נפרס בכניסה של מקלט אופטי, כמוצג באיור 4.
איור 4: המגבר המקדם
מגבר קו
כאשר משמש כמגבר הקווים, EDFA מסוגלת לפצות מעת לעת על אובדן השידור של קווים. כתחליף ל משחזר OEO, EDFA יכולה להגביר ישירות את האותות האופטיים המועברים בקווים. בדרך זו אנו פותרים את בעיות צוואר הבקבוק של מחלף פוטו-אלקטרי כדי להניח בסיס לרשת כל-אופטית (AON). איור 5 מציג את היישום הזה של EDFA.
איור 5: מגבר הקווים
ל- EDFA תחומי היישום הבאים:
(1) ניתן להשתמש ב- EDFA במערכת התקשורת האופטית בעלת קיבולת גבוהה ומהירה. היישום של EDFA בונה מאוד להתמודדות עם בעיות הרגישות הנמוכה של מקלטים ומרחקי שידור קצרים בגלל היעדר משחזר OEO.
(2) ניתן להשתמש ב- EDFA במערכת תקשורת אופטית ארוכת טווח. על ידי שימוש ב- EDFA אנו יכולים להוריד את עלות הבנייה באופן דרמטי על ידי הגדלת מרווח המשחזר כדי להפחית את כמות המשחזרים המחדשים. מערכת התקשורת האופטית לטווח הרחוק כוללת בעיקר את מערכת ההולכה האופטית של תא המטען היבשתי ואת מערכת העברת הכבלים הצוללת של סיבים אופטיים.
(3) ניתן להשתמש ב- EDFA במערכת רשת הגישה למנויים של סיבים אופטיים. אם מרחקי השידור ארוכים מדי, EDFA תתפקד כמגבר הקווים כדי לפצות על הפסדי השידור של קווים, וכך תגדיל מאוד את מספר המנויים.
(4) ניתן להשתמש ב- EDFA במערכת רב-חוצת חלוקת הגלים (WDM), ובמיוחד מערכת מכפילת חלוקת אורך גל צפופה (DWDM). השימוש ב- EDFA במערכת WDM מסוגל לפתור את בעיות אובדן ההחדרה ולהפחית את ההשפעות של פיזור כרומטי.
(5) ניתן להשתמש ב- EDFA במערכת טלוויזיה אנטנת קהילתית (CATV). במערכת CATV, EDFA מתפקדת כמגבר המאיץ כדי לשפר מאוד את כוח הקלט של משדר אופטי. השימוש ב- EDFA כדי לפצות על אובדן ההכנסה של מפיצי כוח אופטיים יכול להגדיל משמעותית את היקף רשת ההפצה ולהגדיל את מספר המנויים.
סיכום
מהאמור לעיל, יש לנו הבנה טובה של EDFA, כולל עקרון העבודה של EDFA ויישומה. מבין הטכנולוגיות השונות הזמינות למגברים אופטיים, טכנולוגיית EDFA היא ללא ספק המתקדמת ביותר. כיום EDFA נמצאת רבות ברשתות התקשורת של סיבים אופטיים. כאשר טכנולוגיות התקשורת ימשיכו להתפתח, EDFA תהפוך לבחירה המועדפת על המגברים האופטיים העתידיים. כשהוא מצויד בתכונות של רווח שטוח על פני טווח רווח דינאמי גדול, רעש נמוך, עוצמת פלט רוויה גבוהה ותפעול יציב עם דיכוי חולף מעולה, EDFA תמלא תפקיד חשוב יותר ויותר במערכת התקשורת האופטית כדי לשרת טוב יותר את המנויים.