.webp)
Определение
Усилитель на основе волоконного волокна, легированного эрбием (EDFA), — первый успешный оптический усилитель, разработанный Саутгемптонским университетом (Великобритания) и Университетом Тохоку (Япония). Это одно из величайших изобретений в области оптической связи. В оптическое волокно, легированное эрбием, встроено небольшое количество иона редкоземельного элемента эрбия (Er). Это ядро EDFA. С конца 1980-х годов исследования в области EDFA непрерывно развиваются. Поскольку технология WDM значительно увеличивает пропускную способность оптической связи, он становится наиболее широко используемым оптическим усилителем в волоконно-оптической связи.
Принцип
EDFA состоит из периода легированного эрбием волокна (около 10-30 м) и источника света накачки. Стимулированное излучение эрбиевого волокна под действием источника света накачки (длина волны 980 нм или 1480 нм) и излучение света изменяется в зависимости от изменения входного оптического сигнала, что эквивалентно усилению входного оптического сигнала. Исследования показали, что усилители, легированные эрбием, обычно обеспечивают усиление 15-40 дБ, а расстояние передачи может быть увеличено более чем на 100 км. Итак, почему ученые использовали легированный эрбием элемент для увеличения интенсивности света? Мы знаем, что эрбий является разновидностью редкоземельных элементов, а редкоземельные элементы обладают особыми структурными особенностями. На протяжении многих лет люди использовали метод легирования редкоземельными элементами в оптических устройствах для улучшения характеристик оптики, так что это не случайный фактор. Кроме того, почему для источника накачки выбрана длина волны 980 нм или 1480 нм? Фактически, длина волны источника накачки может быть 520 нм, 650 нм, 980 нм и 1480 нм. Однако практика показала, что наибольшую эффективность имеет лазер с длиной волны 1480 нм, а на втором месте — лазер с длиной волны 980 нм.
Преимущества
Основным преимуществом EDFA является высокий коэффициент усиления, широкая полоса пропускания, высокая выходная мощность, высокая эффективность накачки, низкие вносимые потери и нечувствительность к состоянию поляризации.
- Площадь его усиления совпадает с площадью минимальных потерь одномодового волокна. Это снижает потери при передаче светового сигнала и позволяет передавать его на сравнительно большие расстояния.
- Он прозрачен для формата цифрового сигнала и скорости передачи данных.
- Его полоса пропускания настолько широка, что по одному и тому же волокну можно передавать десятки и даже сотни каналов.
- Коэффициент шума у него низкий, близкий к квантовому пределу, что позволяет каскадировать несколько усилителей.
- Время восстановления насыщения усиления длительное, а перекрестные помехи между соответствующими каналами очень незначительны.
Приложения
При использовании EDFA в традиционных системах оптической цифровой связи можно сэкономить на большом количестве оптических повторителей, а также можно существенно увеличить дальность передачи, что имеет большое значение для систем магистральных волоконно-оптических кабелей.
Основные области применения включают в себя:
- Его можно использовать в качестве усилителя для измерения расстояния. Традиционные электронные волоконно-оптические повторители имеют множество ограничений. Например, при преобразовании цифрового и аналогового сигнала ретранслятор должен быть соответствующим образом модифицирован; ретранслятор меняется после перехода с низкой скорости на высокую; он передает только ту же длину волны оптического сигнала, имеет сложную структуру, высокую стоимость и т. д. Усилители на основе эрбиевого волокна позволяют преодолеть эти недостатки, не только не меняя путь передачи сигнала, но и не заменяя оборудование при расширении или расширении оптического мультиплексирования с разделением по длине волны.
- Его можно использовать как для усилителя передатчика, так и для предусилителя оптического приемника . Мощность передачи лазера, установленного на задней панели усилителя оптического передатчика, увеличивается с 0 дБ до +10 дБ. Чувствительность предусилителя оптического приемника также может быть значительно улучшена. Таким образом, только с помощью усилителя, легированного эрбием, дальность передачи сигнала может быть увеличена до 100-200 км, используя линию из 1-2 эрбиевых волокон. Кроме того, необходимо решить проблему усилителя, легированного эрбием. Уникальные преимущества усилителя, легированного эрбием, были признаны во всем мире и получили более широкое применение. Однако у усилителя, легированного эрбием, есть и некоторые ограничения. Например, при дальней связи невозможно отключить канал, связь между станциями становится сложнее, нелегко найти неисправность, срок службы источника света накачки невелик, но по мере дальнейшего развития технологии волоконно-оптической связи эти проблемы будут успешно решены.
Еще ни один комментарий не опубликован.