1550 нм Усилитель волокна EDFA: ключевая технология и будущее развитие сети оптической связи

В современных системах оптической связи, чтобы преодолеть проблему затухания оптических сигналов в передаче на расстоянии, использование оптических усилителей стало основной технологией. Среди них 1550 нм EDFA (усилитель волокна, легированного эрбием) является наиболее распространенным и широко используемым. Поскольку длина волны 1550 нм находится в окне с низким содержанием потери оптической связи, технология EDFA может значительно увеличить расстояние передачи сигнала и стать ключевым устройством в сети оптической связи.
EDFA является оптическим усилителем, основанным на легированном эрбием волокне (EDF). Его основной принцип работы-возбуждение ионов, легированных эрбием через лазеры насоса, чтобы усилить входные оптические сигналы в диапазоне длины волн 1550 нм. Конкретный процесс заключается в следующем:
Возбуждение насоса: EDFA обычно использует 980 нм или 1480 нм лазер насоса для обеспечения энергии.
Переход уровня энергии: насосная лампа возбуждает ионы, легированные эрбием, заставляя их переходить от основного состояния на высокий уровень энергии и оставаться в возбужденном состоянии.
Стимулированное амплификация излучения: когда сигнальный свет ввода 1550 Нм проходит через волокно, легированное эрбием, возбужденные ионы, легированные эрбием, будут излучать фотоны путем стимулированного излучения, тем самым усиливая интенсивность сигнального света и достигая усиления оптического сигнала.
Этот механизм оптической амплификации EDFA не требует преобразования сигнала в электрический сигнал, поэтому он имеет преимущества высокого усиления, низкого шума и широкополосного усиления и очень подходит для систем оптической связи с большой способностью.
Высокий усиление и высокая насыщенная выходная мощность
EDFA обеспечивает высокий прирост в диапазоне длины волн 1550 нм (как правило, до 20-40 дБ), что может эффективно компенсировать потерю при передаче оптического волокна на большие расстояния.
Выходная мощность обычно может достигать 10 дБМ до 30 дБм, что подходит для различных оптических сетевых приложений.
Фигура с низким шумом (NF)
Из-за стимулированных характеристик излучения ионов, легированных эрбием, EDFA имеет низкий уровень шума (типичное значение составляет около 4,5-6 дБ), что помогает поддерживать качество оптических сигналов.
Широкополосное усиление
Пропускная способность усиления 1550 нм оптический усилитель EDFA Обычно можно охватывать 1530 нм-1565 нм (C-полоса) или 1570 нм-1605 нм (L-полоса), которая подходит для системы WDM (мультиплексирование длины волны) для достижения одновременного усиления многоволновых сигналов.
Всеоптическое усиление, фотоэлектрическое преобразование не требуется
EDFA может непосредственно усиливать оптические сигналы без преобразования их в электрические сигналы и ремонтировать их, уменьшая сложность системы и энергопотребление и повышая эффективность передачи.

Высокая надежность и низкая стоимость технического обслуживания
Поскольку EDFA использует оптическое волокно в качестве среды усиления и не имеет сложных электронных компонентов усиления внутри, он имеет длительный срок службы и высокую стабильность и широко используется в системах связи с оптическими волокнами на расстоянии.
1. Связь с оптическим волокном на большие расстояния
В системах связи оптических волокон сигналы будут ослабляться из -за потери оптической волокна во время передачи. EDFA может использоваться в качестве усилителя реле в линии ствола волокна, позволяя передавать сигнал сотни или даже тысячи километров без потерь, и широко используется в:
Маговая сеть
Сеть столичной области (человек) и сеть обширной зоны (WAN)
Система связи подводной лодки
2. Система DWDM (мультиплексирование мультиплексирования длина длины волны)
Технология DWDM (мультиплексирование мультиплексирования длина длины волны) позволяет передавать множественные сигналы длины волны в одном и том же оптическом волокне, улучшая скорость использования оптического волокна. EDFA может одновременно усилить несколько сигналов длины волны в полосе C или L -полосы и является основным устройством в системе DWDM.
3. CATV (кабельное телевидение).
В сетях волокна к дому (FTTH) и кабельному телевидению (CATV), 1550 нм используется для усиления распределения сигналов для поддержки нескольких пользовательских терминалов для получения высококачественных видео, аудио и данных.
4. Лидар и оптоволоконное зондирование
EDFA также используется в системах лидара и волоконно-оптических зондирования для обеспечения мощных возможностей оптического усиления для обнаружения на большие расстояния и измерения высокого определения.
Благодаря непрерывному развитию технологий оптической коммуникации, 1550 нм EDFA развивается в направлении более высокой производительности, более низкого энергопотребления и более интеллектуального направления:
Более эффективная технология насоса
Используйте более высокую мощность 980 -нм лазер насоса для повышения эффективности усиления и снижения энергопотребления.
В сочетании с передовым алгоритмом управления насосами можно достичь более точного управления мощностью.
Широкополосная возможность усиления
В будущем EDFA дополнительно расширит пропускную способность усиления, чтобы поддержать системы DWDM с большей мощностью и улучшить пропускную способность оптической связи.
Интеграция и миниатюризация
Благодаря объединению с оптоэлектронным интегрированным чипом (PIC), более компактный и более интегрированный EDFA разработан для удовлетворения потребностей центров обработки данных и оптических сетей следующего поколения.
Интеллектуальное управление и удаленный мониторинг
Принять ИИ и интеллектуальную систему мониторинга, чтобы реализовать регулирование электроэнергии в реальном времени и диагностику неисправностей, а также повысить эффективность работы сети.
В качестве основного оборудования в системе оптической связи, 1550 нм-оптоволоконного усилителя играет важную роль в связи с оптическим волокном на расстоянии, системе DWDM, сети CATV и оптическом восприятии с его высоким усилением, низким шумом и широкополосным усилением. По мере того, как спрос на оптическую связь продолжает расти, технология EDFA также развивается. В будущем он будет развиваться в направлении большей эффективности, интеллекта и интеграции, обеспечивая сильную поддержку для разработки глобальных оптических сетей.