Kanuni na matumizi yaKipaza sauti cha nyuzinyuzi kilichochanganywa na erbium cha EDFA
Muundo wa msingi waEDFAKipaza sauti cha nyuzinyuzi chenye dozi ya erbium, ambacho kinaundwa zaidi na chombo kinachofanya kazi (nyuzinyuzi ya quartz yenye dozi ya mita kadhaa, kipenyo cha msingi cha mikroni 3-5, mkusanyiko wa dozi (25-1000)x10-6), chanzo cha mwanga wa pampu (990 au 1480nm LD), kiunganishi cha macho na kitenganishi cha macho. Mwanga wa ishara na mwanga wa pampu vinaweza kuenea katika mwelekeo mmoja (kusukuma pamoja), mwelekeo kinyume (kusukuma nyuma), au pande zote mbili (kusukuma pande mbili) katika nyuzinyuzi ya Erbium. Mwanga wa ishara na mwanga wa pampu unapoingizwa kwenye nyuzinyuzi ya erbium kwa wakati mmoja, ioni ya erbium husisimka hadi kiwango cha juu cha nishati (mfumo wa ngazi tatu) chini ya hatua ya mwanga wa pampu, na huharibika haraka hadi kiwango kinachoweza kubadilika. Inaporudi kwenye hali ya ardhi chini ya hatua ya mwanga wa ishara ya tukio, fotoni inayolingana na mwanga wa ishara hutolewa, ili ishara ipanuliwe. Wigo wake wa utoaji wa hiari uliokuzwa (ASE) una kipimo data kikubwa (hadi 20-40nm) na una vilele viwili vinavyolingana na 1530nm na 1550nm mtawalia.
Faida kuu zaKipaza sauti cha EDFAni faida kubwa, kipimo data kikubwa, nguvu kubwa ya kutoa, ufanisi mkubwa wa kusukuma, hasara ndogo ya kuingiza, na kutojali hali za utengamano.
Kanuni ya utendaji kazi wa amplifier ya nyuzi iliyochanganywa na erbium
Kipaza sauti cha nyuzinyuzi kilichochanganywa na Erbium（Kikuzaji cha Macho cha EDFA） imeundwa zaidi na nyuzi iliyochanganywa na erbium (kama urefu wa mita 10-30) na chanzo cha mwanga cha pampu. Kanuni ya kufanya kazi ni kwamba nyuzi iliyochanganywa na erbium hutoa mionzi iliyochochewa chini ya kitendo cha chanzo cha mwanga kilichosukumwa (urefu wa mawimbi 980nm au 1480nm), na mwanga unaong'aa hubadilika na mabadiliko ya ishara ya mwanga wa kuingiza, ambayo ni sawa na kuongeza ishara ya mwanga wa kuingiza. Matokeo yanaonyesha kwamba ongezeko la amplifier ya nyuzi iliyochanganywa na Erbium kwa kawaida ni 15-40db, na umbali wa kupokezana unaweza kuongezeka kwa zaidi ya kilomita 100. Kwa hivyo, watu hawawezi kujizuia kuuliza: kwa nini wanasayansi walifikiria kutumia erbium iliyochanganywa na dozi katika amplifier ya nyuzi ili kuongeza nguvu ya mawimbi ya mwanga? Tunajua kwamba erbium ni kipengele cha dunia adimu, na vipengele vya dunia adimu vina sifa zao maalum za kimuundo. Kuchanganya vipengele vya dunia adimu katika vifaa vya macho kumetumika kwa muda mrefu ili kuboresha utendaji wa vifaa vya macho, kwa hivyo hii si jambo la bahati mbaya. Zaidi ya hayo, kwa nini urefu wa wimbi la chanzo cha mwanga cha pampu huchaguliwa katika 980nm au 1480nm? Kwa kweli, urefu wa wimbi la chanzo cha mwanga cha pampu unaweza kuwa 520nm, 650nm, 980nm, na 1480nm, lakini mazoezi yamethibitisha kwamba urefu wa wimbi la ufanisi wa leza ya chanzo cha mwanga cha pampu cha 1480nm ndio wa juu zaidi, ukifuatiwa na urefu wa wimbi la chanzo cha mwanga cha pampu cha 980nm.
Muundo wa kimwili
Muundo wa msingi wa amplifier ya nyuzi iliyochanganywa na erbium (EDFA Optical Amplifier). Kuna kitenganishi kwenye mwisho wa ingizo na mwisho wa pato, kusudi ni kufanya upitishaji wa ishara ya macho wa njia moja. Kichochea pampu kina urefu wa wimbi wa 980nm au 1480nm na hutumika kutoa nishati. Kazi ya kiunganishi ni kuunganisha ishara ya macho ya pembejeo na mwanga wa pampu kwenye nyuzi iliyochanganywa na erbium, na kuhamisha nishati ya mwanga wa pampu hadi kwenye ishara ya macho ya pembejeo kupitia kitendo cha nyuzi iliyochanganywa na erbium, ili kufikia ukuzaji wa nishati ya ishara ya macho ya pembejeo. Ili kupata nguvu ya juu ya kutoa na faharisi ya chini ya kelele, amplifier ya nyuzi iliyochanganywa na Erbium inayotumika katika mazoezi hutumia muundo wa vyanzo viwili au zaidi vya pampu vyenye vitenganishi katikati ili kutenganisha. Ili kupata mkunjo mpana na laini wa kupata, kichujio cha kupandisha cha kupata huongezwa.
EDFA ina sehemu kuu tano: Nyuzinyuzi zilizochanganywa na Erbium (EDF), Kiunganishi cha Optical (WDM), Kitenganishi cha Optical (ISO), Kichujio cha Optical, na Ugavi wa Kusukuma. Vyanzo vya pampu vinavyotumika sana ni pamoja na 980nm na 1480nm, na vyanzo hivi viwili vya pampu vina ufanisi mkubwa wa kusukuma na hutumika zaidi. Mgawo wa kelele wa chanzo cha mwanga wa pampu ya 980nm ni mdogo; Chanzo cha mwanga cha pampu ya 1480nm kina ufanisi mkubwa wa kusukuma na kinaweza kupata nguvu kubwa ya kutoa (karibu 3dB zaidi ya chanzo cha mwanga cha pampu ya 980nm).
faida
1. Muda wa wimbi unaofanya kazi unaendana na dirisha la chini kabisa la upunguzaji wa nyuzi za hali moja.
2. Ufanisi mkubwa wa kuunganisha. Kwa sababu ni kipaza sauti cha nyuzi, ni rahisi kuunganisha na nyuzi ya upitishaji.
3. Ufanisi mkubwa wa ubadilishaji wa nishati. Kiini cha EDF ni kidogo kuliko kile cha nyuzi za upitishaji, na mwanga wa ishara na taa ya pampu hupitishwa kwa wakati mmoja katika EDF, kwa hivyo uwezo wa macho umejikita sana. Hii hufanya mwingiliano kati ya mwanga na wastani wa faida ioni ya Eri imejaa sana, pamoja na urefu unaofaa wa nyuzi zilizo na erbium, kwa hivyo ufanisi wa ubadilishaji wa nishati ya mwanga ni wa juu.
4. Upanaji wa juu, faharisi ya kelele ya chini, nguvu kubwa ya kutoa, mazungumzo ya chini kati ya njia.
5. Sifa za ongezeko thabiti: EDFA haina nyeti kwa halijoto, na ongezeko halina uhusiano mkubwa na upolarishaji.
6. Kipengele cha kupata hakitegemei kiwango cha biti cha mfumo na umbizo la data.
upungufu
1. Athari Isiyo ya Mstari: EDFA huongeza nguvu ya macho kwa kuongeza nguvu ya macho inayoingizwa kwenye nyuzi, lakini kadiri inavyokuwa kubwa ndivyo inavyokuwa bora zaidi. Nguvu ya macho inapoongezeka kwa kiasi fulani, athari isiyo ya mstari ya nyuzi ya macho itatolewa. Kwa hivyo, wakati wa kutumia vipaza sauti vya nyuzi ya macho, umakini unapaswa kulipwa kwa thamani ya kudhibiti nguvu ya macho inayoingia ya nyuzi ya njia moja.
2. Kiwango cha urefu wa mawimbi ya faida kimewekwa: kiwango cha urefu wa mawimbi ya kazi ya EDFA ya bendi ya C ni 1530nm ~ 1561nm; Kiwango cha urefu wa mawimbi ya kazi ya EDFA ya bendi ya L ni 1565nm ~ 1625nm.
3. Kipimo cha ongezeko lisilo sawa: Kipimo cha ongezeko la kipaza sauti cha nyuzinyuzi kilichochanganywa na EDFA erbium ni pana sana, lakini wigo wa ongezeko la EDF yenyewe si tambarare. Kichujio cha kupambanua ongezeko lazima kitumiwe ili kupambanua ongezeko katika mfumo wa WDM.
4. Tatizo la kuongezeka kwa mwanga: Wakati njia ya mwanga ni ya kawaida, ioni za erbium zinazochochewa na mwanga wa pampu huchukuliwa na mwanga wa ishara, hivyo kukamilisha ukuzaji wa mwanga wa ishara. Ikiwa mwanga wa kuingiza umeme umepunguzwa, kwa sababu ioni za erbium zinazoweza kubadilika zinaendelea kujilimbikiza, mara tu mwanga wa ishara unaporejeshwa, nishati itaruka, na kusababisha kuongezeka kwa mwanga.
5. Suluhisho la kuongezeka kwa nguvu ya macho ni kutambua upunguzaji wa nguvu ya macho kiotomatiki (APR) au kazi ya kuzima nguvu ya macho kiotomatiki (APSD) katika EDFA, yaani, EDFA hupunguza nguvu kiotomatiki au huzima nguvu kiotomatiki wakati hakuna taa ya kuingiza, na hivyo kukandamiza kutokea kwa tukio la kuongezeka.
Hali ya programu
1. Kikuza sauti cha nyongeza hutumika kuongeza nguvu ya mawimbi mengi ya urefu wa wimbi baada ya wimbi la nyongeza, na kisha kuyasambaza. Kwa kuwa nguvu ya mawimbi baada ya wimbi la nyongeza kwa ujumla ni kubwa, faharisi ya kelele na ongezeko la kikuza sauti cha nguvu si kubwa sana. Ina nguvu kubwa ya kutoa.
2. Kikuza-sauti, baada ya Kikuza-sauti cha nguvu, hutumika mara kwa mara kufidia hasara ya upitishaji wa laini, kwa ujumla ikihitaji faharisi ndogo ya kelele na nguvu kubwa ya macho ya kutoa.
3. Kikuza Awali: Kabla ya kigawanyiko na baada ya kipaza sauti cha mstari, hutumika kukuza ishara na kuboresha unyeti wa kipokeaji (ikiwa uwiano wa ishara-kwa-kelele wa macho (OSNR) unakidhi mahitaji, nguvu kubwa ya kuingiza inaweza kukandamiza kelele ya kipokeaji chenyewe na kuboresha unyeti wa kipokeaji), na faharisi ya kelele ni ndogo sana. Hakuna hitaji kubwa la nguvu ya kutoa.
Muda wa chapisho: Machi-17-2025