В сферата на съвременната комуникационна технология безжичната - оптична интегрирана система за мултиплексиране на дължина на вълната (WDM) стои като крайъгълен камък с висока скорост, предаване на данни с висок капацитет. В основата на много такива системи лежи ербий - легиран влакнест усилвател (EDFA), решаващ компонент, който значително повишава работата на цялата настройка. Като доставчик на EDFA WDM, аз съм развълнуван да задълбоча как EDFA работи в безжична - оптична интегрирана WDM система.
1. Преглед на безжичните - оптични интегрирани WDM системи
Безжично - оптични интегрирани WDM системи комбинират предимствата както на безжичните, така и на оптичните комуникационни технологии. Безжичната комуникация предлага гъвкавост и мобилност, което позволява на потребителите да имат достъп до мрежи от различни места, без да се нуждаят от физически кабели. От друга страна, оптичната комуникация, особено WDM технологията, предоставя изключително високи данни - носене и възможности за предаване на разстояние.
В WDM система множество оптични сигнали с различни дължини на вълната се мултиплексират върху едно оптично влакно. Това дава възможност за едновременно предаване на голямо количество данни, което ефективно увеличава честотната лента на влакното. Въпреки това, докато тези оптични сигнали пътуват през влакното, те изпитват затихване, което отслабва силата на сигнала. Това е мястото, където EDFA влиза в игра.
2. Основите на Едфа
EDFA е оптичен усилвател, който използва легирани оптични влакна Erbium като среда за усилване. Ербиумът е рядък - земно елемент и когато е легиран в оптично влакно, той може да се вълнува до по -високо енергийно състояние от външен лазер на помпата.
Основната структура на EDFA се състои от ербий -легирано влакно, лазер на помпата и мултиплексор за подразделение на вълната (WDM). Лазерът на помпата обикновено работи при дължина на вълната около 980 nm или 1480 nm. Когато лазерът на помпата излъчва светлина в легираното влакно, ербиевите йони абсорбират фотоните помпи и се вълнуват от основното си състояние в по -високо енергийно състояние.
3. Как EDFA работи в безжична - оптична интегрирана WDM система
Вход на сигнала
В безжична - оптична интегрирана WDM система, оптичните сигнали от различни източници са първо мултиплексирани с помощта на WDM мултиплексор. Тези сигнали, всеки с различна дължина на вълната, след това се изпращат в оптичното влакно. Докато сигналите пътуват през влакното, те постепенно губят мощност поради абсорбция, разсейване и други фактори.
Когато отслабените оптични сигнали достигнат EDFA, те влизат в легираното влакно. EDFA е стратегически поставен в системата, за да засили силата на сигнала на подходящи интервали по протежение на връзката на влакната.
Процес на изпомпване
Лазерът на помпата в EDFA излъчва светлина при специфична дължина на вълната, обикновено 980 nm или 1480 nm. Когато светлината на помпата се инжектира в легираното влакно, ербиевите йони абсорбират фотоните помпи. Този процес на абсорбция кара ербиевите йони да преминат от тяхното основно състояние (най -ниско енергийно състояние) в възбудено състояние.
За лазер с помпа 980 - nm, ербиевите йони се вълнуват до кратко ниво на горна енергия. От това горно ниво те бързо се отпускат не -радиално до метастабилно ниво на енергия. За лазер от помпа 1480 - nm, ербиевите йони са пряко възбудени до метастабилната енергия.
Стимулирани емисии
След като ербиевите йони са в нивото на метастабилна енергия, те могат да останат там за сравнително дълго време. Когато входящият оптичен сигнал фотон с дължина на вълната в лентата C - лента (1530 - 1565 nm) или L - лента (1565 - 1625 nm) преминава през легираното влакно, това може да стимулира ербиев йон в метастабилното състояние, за да излъчва фотона със същата дължина на вълната, фаза и посока. Това се нарича стимулирана емисия.
По време на стимулирана емисия, входящият сигнал Photon ефективно задейства освобождаването на допълнителен фотон от ербийния йон. В резултат на това броят на фотоните при дължината на вълната на сигнала се увеличава и оптичният сигнал се усилва. След това амплифицираният сигнал излиза от EDFA и продължава пътуването си през оптичното влакно.
Печалба и усилване
Ударът на EDFA се определя като съотношение на изходната мощност към входната мощност на оптичния сигнал. Ударът на EDFA може да се контролира чрез регулиране на мощността на лазера на помпата. По -високата мощност на помпата обикновено води до по -голяма печалба, но има и практически ограничения поради фактори като насищане и шум.
В безжична - оптична интегрирана WDM система, EDFA осигурява плоско усилване в широк диапазон от дължини на вълните. Това е от решаващо значение, тъй като в WDM система, множество сигнали при различни дължини на вълната трябва да се усилват равномерно. Плоска - печалба EDFA гарантира, че всички сигнали в системата на WDM се усилват до едно и също ниво, поддържайки целостта на мултиплексираните сигнали.
4. Предимства на EDFA в безжична - оптична интегрирана WDM системи
Висока печалба
EDFA могат да осигурят висока печалба, обикновено в диапазона от 20 - 40 dB. Това високо усилване позволява оптичните сигнали да се предават на дълги разстояния без значителна загуба на сила на сигнала. В безжична - оптична интегрирана WDM система, това означава, че комбинираната безжична и оптична мрежа може да покрие големи площи с надеждно предаване на данни.
Нисък шум
EDFA имат сравнително ниски цифри на шума, което означава, че те добавят минимален шум към усиления сигнал. Ниският шум е от съществено значение в комуникационната система, тъй като гарантира, че първоначалната информация, носена от оптичния сигнал, не е повредена по време на процеса на усилване.
Широка честотна лента
Edfas предлагат широка честотна лента за усилване, обхващаща C -Band и L - Band. Тази широка честотна лента е съвместима с многобройните дължини на вълната, използвани в WDM система, което позволява едновременното усилване на голям брой оптични канали.
5. Предизвикателства и решения
Придобиване на изравняване
Едно от предизвикателствата при използването на EDFA в WDM система е да се сплеска. Повишаването на EDFA не е напълно равна през цялата честотна лента на усилване. За да се справи с този проблем, могат да се използват различни техники за изравняване на печалба, като използване на Fiber Bragg Gratings или Fal - Flattening Filters. Тези устройства могат избирателно да намалят дължините на вълната с по -голямо усилване, което води до по -равномерно усилване в каналите на WDM.
Управление на захранването на помпата
Мощността на помпата на EDFA трябва да бъде внимателно управлявана. Ако мощността на помпата е твърде ниска, усилването ще бъде недостатъчно и оптичните сигнали може да не се усилват адекватно. От друга страна, ако мощността на помпата е твърде висока, EDFA може да влезе в състояние на насищане, където усилването вече не се увеличава линейно с мощността на помпата и фигурата на шума също може да се увеличи. Разширените алгоритми за управление могат да се използват за оптимизиране на мощността на помпата въз основа на условията на входния сигнал.
6. Нашата роля на доставчик на EDFA WDM
Като доставчик на EDFA WDM, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени продукти на EDFA, които са специално проектирани за безжични -оптични интегрирани WDM системи. Нашите EDFA предлагат отлично изпълнение на печалбата, нисък шум и широк усилване на честотната лента.
Ние разбираме уникалните изисквания на безжичните - оптични интегрирани WDM системи и работим в тясно сътрудничество с нашите клиенти, за да гарантираме, че нашите продукти са съобразени с техните специфични нужди. Независимо дали тя е за малка мащабна локална мрежа или за комуникационна система с дълъг мащаб, нашите EDFA могат да играят жизненоважна роля за повишаване на работата на системата.
Ако се интересувате да научите повече за нашитеWDM EDFA усилвател на влакнатаИли трябва да обсъдите вашите специфични изисквания за безжична - оптична интегрирана WDM система, моля не се колебайте да се свържете с нас. Готови сме да провеждаме дискусии с дълбочина с вас и да ви предоставим най -добрите решения за вашите комуникационни нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- Agrawal, GP (2002). Системи за комуникация на фибри. John Wiley & Sons.
- Olshansky, R., & Keck, DB (1970). Бузи на радиация в оптични вълновода на стъклото. Приложна оптика, 9 (10), 2240 - 2252.
- Старши, JM (1992). Комуникации на оптични влакна: принципи и практика. Prentice Hall.