Uwch cydrannau optegol – Amplifier Erbium doped ffibr (EDFA)
Mae llawer o geisiadau opteg ffibr, megis systemau DWDM teithiau pell, yn ei gwneud yn ofynnol i ymhelaethu ar y signal optegol. Yn y gorffennol, roedd hyn yn golygu defnyddio ailadroddwyr electronig drud ar bwyntiau canolraddol bob 100 km. Mae systemau modern heddiw DWDM hir yn defnyddio nifer o elfennau optegol uwch dyfais optegol sengl yn lle'r ailadroddwyr lluosog. Dyfeisiau optegol hyn a elwir ynfwyhawyr optegol, unwaith y bydd unig labordy hynodion, yn awr yn gweld defnydd eang yn adleoli staff maes. Un o fwyhawyr optegol mwyaf cyffredin yw Amplifier ffibr Erbium doped (EDFA).
Datblygu ymchwilwyrEDFAi ddisodli ailadroddwyr electronig niferus gyda llai o ailadroddwyr optegol, cyffredinol leihau system cost a chymhlethdod. Mae EDFAs hefyd yn caniatáu i uwchraddio system syml gan ychwanegu ffynonellau ychwanegol i donfeddi gwahanol ac yn eu cyfuno i un ffibr gan ddefnyddioDWDM multiplexer.
Mae ffibr a ddefnyddir yn EDFA doped gyda erbium, elfen rare earth sydd â lefelau ynni priodol yn ei strwythur atomig i chwyddo'r golau ar 1550 nm. Mae môr-filltir neu nm 1480 "pwmp" laser 980 chwistrellu ynni i ffibr erbium doped. Pan mae'r signal yn wan yn 1550 nm i mewn y ffibr, mae y goleuni yn ysgogi atomau erbium i ryddhau eu storio ynni fel golau nm 1550 ychwanegol. Mae'r broses hon yn parhau fel y mae y signal yn mynd i lawr y ffibr, tyfu'n gryfach a chadarnach nes iddo gyrraedd y rhanbarth erbium-doped.
Dengys y ffigur isod EDFA dau gam gyda'r cyfnod canol mynediad, yn elfen bwysig o systemau optig ffibr perfformiad uchel iawn. Yn yr achos hwn, yn ddau EDFAs un cam syml wedi'u pecynnu gyda'i gilydd. Mae'r defnyddiwr yn cael allbwn cam cyntaf EDFA a mewnbwn yr ail gam EDFA. Mae'r systemau hyn yn aml yn defnyddio cyfnodol yr elfennau ychwanegol, megis digolledu gwasgariad ffibr (DCF), er mwyn lleihau y gwasgariad cyffredinol. Mae colli mewnosod uchel 10 dB neu fwy yn gwneud DCF problemus. Mae gosod y DCF ar y pwynt mynediad cyfnod canol EDFA dau gam yn lleihau'r effeithiau niweidiol ar y system. Mae defnyddiwr y hyd realizes elw sylweddol drwy EDFA, hyd yn oed gyda ychwanegol y darn colli optegol uchel o DCF.
Yn y ffigur, aiff y mewnbwn optegol cyntaf drwy isolator optegol #1, mae y onlu yn caniatáu i oleuni basio o'r chwith i'r dde. Nesaf Mae golau yn pasio drwy WDM #1. Mae WDM #1 ffordd o chwistrellu pwmp nm 980 tonfedd y darn cyntaf o ffibr erbium doped. Mae WDM #1 hefyd yn caniatáu cyplydd y signal mewnbwn optegol i ffibr erbium doped â cholled lleied optegol.
Mae ynni môr-filltir 980 bympiau atomau erbium i gyflwr araf dadfeilio, llawn cyffro. Pan mae'r golau yn y band nm 1550 yn teithio drwy ffibr erbium doped, y mae degau o fesuryddion hir fel arfer, mae'n achosi allyriadau wedi'u hysgogi o ymbelydredd, fel laser. Yn y modd hwn, arwydd mewnbwn optegol 1550 nm enillion cryfder. Mae allbwn ffibr erbium doped yna yn mynd drwy isolator Optegol #2, sydd yn dod ar gael i'r defnyddiwr. Fel arfer, mae'r pwynt mynediad cyfnod canol yn cysylltu â rhyw fath o gwasgariad digolledu ddyfais. Mae golau yn teithio drwy isolator #3 a # WDM 2 wedyn. Mae WDM #2 cyplau o'r ynni môr-filltir 1480 o laser pwmp ail i ben arall ail darn o ffibr erbium doped, gan gynyddu elw ac allbwn pŵer. Yn olaf mae golau yn teithio drwy isolator #4.
Mae EDFAs yn osgoi elfennau mwyaf gweithgar oherwydd mae'r photons yn ymhelaethu ar y signal. Mae y EDFA darparu pŵer allbwn uchel, sydd angen llai o fwyhawyr yn dylunio system benodol. Fwyhawyr dylunio EDFA mwyaf sylfaenol ysgafn dros band eithaf cul: 12 môr-filltir. Gellir hefyd ennill hafalu hidlyddion yn cynyddu y band i fwy na 25 nm. Mae fibers doped egsotig eraill gynyddu band ymhelaethu i 40 môr-filltir neu fwy. Yn ogystal, data cyfradd annibyniaeth mewn modd EDFAs Mae uwchraddio'r system yn ei gwneud yn ofynnol i newid dim ond lansio a derbyn terfynellau.
Mae perfformiad dibynadwy y EDFA yn ei gwneud yn ddefnyddiol mewn teithiau pell, systemau cyfathrebu optig ffibr gyfradd uchel data a systemau cyflenwi CATV. Mewn CATV ceisiadau, mae EDFAs roi hwb i'r signal cyn ac ar ôlhollti optegoli ymhelaethu ar y rhaniad signal ar gyfer trosglwyddo dros sawl fibers. Gweld y CATV chwyddseinyddion cynnyrch manylion yma. Yn gyffredinol, ceir pedwar cais mawr i fwyhawyr optegol: pŵer chwyddseinyddion/atgyfnerthu, chwyddseinyddion mewn llinell, chwyddseinyddion cyn neu golli iawndaliadau ar gyfer rhwydweithiau optegol.