EDFA
เครื่องขยายสัญญาณแสงเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับเครือข่ายการสื่อสารด้วยแสงทำให้สามารถส่งข้อมูลได้หลายเทราไบต์ในระยะทางตั้งแต่สองสามร้อยกิโลเมตรถึงหลายพันกิโลเมตรโดยเอาชนะข้อ จำกัด การสูญเสียเส้นใย ในฐานะที่เป็นแอมพลิฟายเออร์ออปติคอลตัวแรกที่ใช้กันทั่วไปในระบบการสื่อสารด้วยแสง EDFA ส่งผลให้ความสามารถในการส่งข้อมูลเติบโตขึ้นอย่างมากด้วยการใช้งานระบบ WDM ด้วยคุณสมบัติของกำลังขับสูง, อัตราขยายสูง, แบนด์วิดธ์กว้าง, ความเป็นอิสระของโพลาไรซ์และเสียงรบกวนต่ำ, EDFA ได้กลายเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญที่ใช้ในระบบการสื่อสารทางแสงยุคใหม่ EDFA คืออะไร คุณรู้หลักการทำงานของ EDFA หรือไม่?
EDFA คืออะไร
แอมพลิไฟเออร์เสริมใยแก้วนำแสง (EDFA) เป็นอุปกรณ์ repeater แสงที่ใช้ในการเพิ่มความเข้มของสัญญาณแสงที่ถูกดำเนินการผ่านระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง ใยแก้วนำแสงถูกเจือด้วยธาตุเออร์เบียมธาตุหายากเพื่อให้ใยแก้วสามารถดูดซับแสงที่ความถี่หนึ่งและเปล่งแสงที่ความถี่อื่น
หลักการทำงานของ EDFA
เส้นใยเออร์เบียมเจือด้วย (EDF) เป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยี EDFA ซึ่งเป็นใยซิลิกาแบบเดิมที่มีเออร์เบียม เมื่อเออร์เบียมส่องสว่างด้วยพลังงานแสงที่ความยาวคลื่นที่เหมาะสม (เช่น 980 nm หรือ 1480 nm) มันถูกกระตุ้นให้อยู่ในสถานะตัวกลางที่มีอายุการใช้งานยาวนานจากนั้นจะสลายตัวกลับสู่สภาพพื้นดินโดยเปล่งแสงภายในแถบ 1525-1565 nm . เออร์เบียมสามารถสูบได้โดยแสง 980 nm ซึ่งในกรณีนี้จะผ่านสถานะอายุการใช้งานสั้นที่ไม่เสถียรก่อนที่จะสลายตัวไปสู่สถานะกึ่งเสถียรอย่างรวดเร็วหรือโดยแสง 1480 นาโนเมตรซึ่งในกรณีนี้มันตื่นเต้นโดยตรงกับสถานะกึ่งเสถียร . เมื่ออยู่ในสถานะกึ่งเสถียรมันจะสลายตัวสู่สภาพพื้นดินโดยเปล่งแสงในย่าน 1525-1565 nm กระบวนการสลายนี้สามารถถูกกระตุ้นได้ด้วยแสงที่มีอยู่ก่อนซึ่งจะทำให้เกิดการขยาย หลักการทำงานของ EDFA แสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1: หลักการทำงานของ EDFA
การกำหนดค่า Baisc ของ EDFA
การกำหนดค่า EDFA ส่วนใหญ่ประกอบด้วย EDF, เลเซอร์ปั๊มและส่วนประกอบ (มักเรียกว่า WDM) สำหรับการรวมสัญญาณและความยาวคลื่นของปั๊มเพื่อให้พวกเขาสามารถเผยแพร่พร้อมกันผ่าน EDF โดยหลักการแล้ว EDFA สามารถออกแบบให้ปั๊มพลังงานแพร่กระจายไปในทิศทางเดียวกับสัญญาณ (การปั๊มไปข้างหน้า), ทิศทางตรงกันข้ามกับสัญญาณ (ปั๊มถอยหลัง) หรือทั้งสองทิศทางเข้าด้วยกัน พลังงานของปั๊มอาจเป็นพลังงานปั๊ม 980 nm, 1480 nm พลังงานของปั๊มหรือทั้งสองอย่างรวมกัน ในทางปฏิบัติแล้วการกำหนดค่า EDFA ที่ใช้กันมากที่สุดคือการกำหนดค่าการสูบน้ำไปข้างหน้าโดยใช้พลังงานปั๊ม 980 nm ดังแสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2: โครงแบบ EDFA ที่มีพลังงานปั๊ม 980 nm
การประยุกต์ใช้ EDFA
หลังจากเรียนรู้ EDFA คืออะไรและหลักการทำงานของ EDFA ต่อไปเราจะหารือเกี่ยวกับแบบฟอร์มใบสมัครและสาขาการสมัครของ EDFA
บูสเตอร์แอมป์
เมื่อใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์บูสเตอร์ EDFA จะถูกนำไปใช้ในเอาท์พุตของเครื่องส่งสัญญาณออพติคอลเพื่อปรับปรุงกำลังขับของสัญญาณมัลติ - เวฟที่มีมัลติเพล็กซ์ดังแสดงในรูปที่ 3 ด้วยวิธีนี้ . แบบฟอร์มใบสมัครนี้ทำให้ความต้องการพลังงานเอาต์พุตสูงขึ้นใน EDFA
รูปที่ 3: เครื่องขยายสัญญาณบูสเตอร์
preamplifier
เมื่อใช้เป็น preamplifier EDFA ต้องใช้คุณสมบัติของสัญญาณรบกวนต่ำและอัตราขยายสูง เมื่อติดตั้งฟีเจอร์เหล่านี้ EDFA จะสามารถปรับปรุงความไวของตัวรับออปติคัลอย่างมีนัยสำคัญเมื่อปรับใช้ในอินพุตของตัวรับออปติคัลดังแสดงในรูปที่ 4
รูปที่ 4: เครื่องขยายสัญญาณล่วงหน้า
Line Amplifier
เมื่อใช้เป็นตัวขยายสัญญาณ EDFA สามารถชดเชยการสูญเสียการส่งสัญญาณของเส้นเป็นระยะ ๆ ในฐานะที่เป็นตัวแทนของ OEO repeater, EDFA สามารถขยายสัญญาณแสงโดยตรงที่ส่งเป็นเส้น ด้วยวิธีนี้เราแก้ปัญหาคอขวดของการแลกเปลี่ยนโฟโตอิเล็กทริกเพื่อวางรากฐานสำหรับเครือข่ายออปติคัลทั้งหมด (AON) รูปที่ 5 แสดงการใช้งานของ EDFA นี้
รูปที่ 5: เครื่องขยายสัญญาณเสียง
EDFA มีการใช้งานด้านต่าง ๆ ดังต่อไปนี้:
(1) EDFA สามารถใช้งานในระบบการสื่อสารด้วยแสงความจุสูงและความเร็วสูง การประยุกต์ใช้ EDFA นั้นมีความสร้างสรรค์มากในการจัดการกับปัญหาของความไวต่ำของตัวรับและระยะทางในการส่งสั้น ๆ เนื่องจากขาดตัวรับสัญญาณ OEO
(2) EDFA สามารถใช้ในระบบการสื่อสารทางไกลด้วยแสง ด้วยการใช้ EDFA เราสามารถลดต้นทุนการก่อสร้างลงได้อย่างมากโดยการเพิ่มระยะห่างของ repeater เพื่อลดปริมาณการเกิดทวนซ้ำ ระบบการสื่อสารด้วยแสงระยะไกลส่วนใหญ่จะรวมถึงระบบส่งสัญญาณลำตัวของที่ดินและระบบส่งเคเบิลใยแก้วนำแสงใต้น้ำ
(3) EDFA สามารถใช้ในระบบเครือข่ายการเข้าถึงสมาชิกใยแก้วนำแสง หากระยะทางในการส่งข้อมูลยาวเกินไป EDFA จะทำหน้าที่เป็นตัวขยายสัญญาณเพื่อชดเชยการสูญเสียการส่งสัญญาณของสายซึ่งจะเป็นการเพิ่มจำนวนสมาชิกอย่างมาก
(4) EDFA สามารถใช้งานในระบบมัลติเพล็กซิ่ง (WDM) ระบบความยาวคลื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบมัลติเพล็กซ์ (DWDM) หนาแน่น การใช้ EDFA ในระบบ WDM สามารถแก้ปัญหาการสูญเสียการแทรกและลดอิทธิพลของการกระจายตัวของสี
(5) EDFA สามารถใช้ในระบบเสาอากาศโทรทัศน์ชุมชน (CATV) ในระบบ CATV EDFA ทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์แอมพลิฟายเออร์เพื่อปรับปรุงกำลังไฟฟ้าเข้าของเครื่องส่งสัญญาณออปติคอล การใช้ EDFA เพื่อชดเชยการสูญเสียการแทรกของตัวแยกพลังงานแสงสามารถขยายขนาดของเครือข่ายการกระจายอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มจำนวนสมาชิก
ข้อสรุป
จากข้างต้นเรามีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับ EDFA รวมถึงหลักการทำงานของ EDFA และการใช้งาน ในเทคโนโลยีที่หลากหลายที่มีให้สำหรับเครื่องขยายสัญญาณเสียงเทคโนโลยี EDFA เป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุด ทุกวันนี้ EDFA เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในเครือข่ายการสื่อสารด้วยแสง เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารยังคงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง EDFA จะกลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับแอมพลิฟายเออร์ออพติคอลในอนาคต ด้วยคุณสมบัติของอัตราขยายแบบแบนในช่วงอัตราขยายไดนามิกขนาดใหญ่สัญญาณรบกวนต่ำกำลังขับความอิ่มตัวสูงและการทำงานที่เสถียรพร้อมการปราบปรามชั่วคราวที่ยอดเยี่ยม EDFA จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในระบบการสื่อสารทางแสงเพื่อให้บริการสมาชิกได้ดีขึ้น
