.webp)
Unabhängig davon, wo der EDFA-Verstärker in der DWDM-Verbindung eingesetzt wird, lässt sich die Signalstärke stets erhöhen, um ein längeres DWDM-System zu realisieren. Zweifellos ist der EDFA-Verstärker eine ideale Wahl für DWDM-Systeme mit großer Reichweite. Doch wie genau funktioniert die Erweiterung eines DWDM-Systems?
Grundlagen optischer Verstärker
Die Grundform eines EDFA besteht aus einem EDFA-Element, einem Pumplaser und einem WDM-System zur Kombination der Signal- und Pumpwellenlänge, sodass diese sich gleichzeitig durch die EDF ausbreiten können.
Bei der Übertragung über große Entfernungen muss das optische Signal aufgrund von Signalverlusten durch Faserdämpfung, Verbindungsverluste, Spleißverluste usw. mehrfach verstärkt werden. Vor der Erfindung des optischen Verstärkers musste das optische Signal zunächst in ein elektrisches Signal umgewandelt, verstärkt und anschließend wieder in ein optisches Signal zurückgewandelt werden. Dieses Verfahren war sehr aufwendig und teuer. Mit der Erfindung des optischen Verstärkers, der Signale direkt verstärken kann, ist das Verfahren deutlich kostengünstiger und hat eine Revolution in der Glasfasertechnik ausgelöst. Es gibt drei Arten von Glasfaserverstärkern: EDFA, Raman-Verstärker und Halbleiter-Verstärker (SOA).
EDFA-Prinzip (Erbium-dotierter Faserverstärker)
EDFAs nutzen einen Pumplaser (980 nm oder 1480 nm), um Elektronen auf ein höheres Energieniveau anzuheben. Die Signalverstärkung erfolgt durch emittierte Photonen derselben Signalwellenlänge mithilfe stimulierter Emission.
Ein Erbium-dotierter Faserverstärker (EDFA) ist ein Gerät zur Verstärkung von Glasfasersignalen. Er findet Anwendung in der Telekommunikation und in verschiedenen Forschungsbereichen. Ein EDFA wird mit Erbium dotiert. Der Begriff „Dotierung“ bezeichnet den Prozess der Verwendung chemischer Elemente, um durch die Manipulation von Elektronen bessere Ergebnisse zu erzielen. Der EDFA war der erste erfolgreiche optische Verstärker und trug maßgeblich zum rasanten Ausbau von Glasfasernetzen in den 1990er-Jahren bei.
Die Verstärkungsrate des EDFA (Electron-Dotier-Faserverstärkers) bzw. das Verstärkungsfenster basiert auf dem optischen Wellenlängenbereich der Verstärkung und wird durch die spektroskopischen Eigenschaften der Dotierionen, die Struktur der optischen Faser sowie die Wellenlänge und Leistung des Pumplasers bestimmt. Beim Einbringen von Ionen in die optische Faser verbreitern sich die Energieniveaus, was zu einer Verbreiterung des Verstärkungsfensters und einem Lichtspektrum mit großer Verstärkungsbandbreite für faseroptische Verstärker führt, die in der Wellenlängenmultiplex-Kommunikation eingesetzt werden. Dieser einzelne Verstärker kann für alle Signale im optischen Faserkanal verwendet werden, sofern sich die Signalwellenlängen im Verstärkungsfenster befinden. Optische Isolatoren, die als Dioden fungieren, sind beidseitig des EDFA angeordnet und verhindern, dass sich Signale in mehr als eine Richtung ausbreiten.
Wie funktioniert ein EDFA-Verstärker?
Sendeseitig platziert : Ein optischer Verstärker (Booster-EDFA) verstärkt die aggregierte optische Eingangsleistung, um die Reichweite zu erhöhen. Er dient dazu, die Sendeleistung zu steigern oder Verluste zwischen Laser und Glasfaser auszugleichen. Typischerweise wird er in DWDM-Netzwerken eingesetzt, in denen der Multiplexer die Signalkanäle dämpft. Optische Verstärker zeichnen sich durch hohe Eingangs- und Ausgangsleistung sowie mittlere optische Verstärkung aus.
Platzierung an Zwischenpunkten: Wie in der Abbildung unten dargestellt, kann der EDFA -Inline-Verstärker an jedem beliebigen Zwischenpunkt entlang der langen Übertragungsstrecke platziert werden. Dieser optische EDFA-Verstärker zeichnet sich durch geringe Eingangsleistung, hohe Ausgangsleistung, hohe optische Verstärkung und niedriges Rauschmaß aus. Er wird üblicherweise alle 80–100 km eingesetzt, um Signale zwischen beliebigen Knotenpunkten der optischen Hauptverbindung zu verstärken und so die durch die Glasfaserübertragung und andere Faktoren verursachten Verluste auszugleichen. Dadurch bleibt der optische Signalpegel über dem Rauschpegel.
Empfangsseitig platziert: Ein Vorverstärker befindet sich am Empfangsende einer DWDM-Verbindung. Er dient der optischen Verstärkung, um Verluste im Demultiplexer nahe dem optischen Empfänger auszugleichen. Vor dem Empfängerende der DWDM-Verbindung platziert, verstärkt der Vorverstärker den Signalpegel vor der Fotodetektion in einem Ultralangstreckensystem und verbessert so die Empfangsempfindlichkeit. Er zeichnet sich durch mittlere bis niedrige Eingangsleistung, mittlere Ausgangsleistung und mittlere Verstärkung aus.
Abschluss
Der EDFA-Lichtwellenleiterverstärker kann als Booster, Inline-Verstärker und Vorverstärker eingesetzt werden und trägt zur Optimierung der Netzwerkleistung und Reichweitenerweiterung bei. Er kann auch als Inline-Verstärker an einem Zwischenpunkt der Übertragungsstrecke eingesetzt werden, um die Faserdämpfung zu kompensieren. Dies erhöht die für aktuelle und zukünftige optische Kommunikationssysteme benötigte Datenkapazität. Die von Fiber-Mart angebotenen Lichtwellenleiterverstärker sind für alle Netzwerksegmente (Zugangsnetz, Metronetz, Regionalnetz und Weitverkehrsnetz) und Anwendungen (Telekommunikation, Kabelnetz und Unternehmensnetze) geeignet. Bei Fragen kontaktieren Sie uns bitte unter www.fiber-mart.com oder per E-Mail: [email protected]
No comments have been posted yet.