1550nm zesilovač vláken EDFA: Klíčová technologie a budoucí vývoj sítě optické komunikace

V moderních optických komunikačních systémech se za účelem překonání útlumového problému optických signálů při přenosu na dlouhou vzdálenost stala použití optických zesilovačů technologií hlavního proudu. Mezi nimi je 1550nm EDFA (zesilovač vlákna dopovaného erbiem) nejčastějším a široce používaným. Vzhledem k tomu, že vlnová délka 1550nm je v okně s nízkým ztrátou komunikace optických vláken, technologie EDFA může výrazně zvýšit vzdálenost přenosu signálu a stát se klíčovým zařízením v optických komunikačních sítích.
EDFA je optický zesilovač založený na erbiově dotovaném vláknu (EDF). Její základní pracovní princip je vzrušení iontů dotovaných erbium prostřednictvím laserů čerpadla k amplifikaci vstupních optických signálů v rozsahu vlnové délky 1550nm. Specifický proces je následující:
Excitace čerpadla: EDFA obvykle používá k poskytování energie laser čerpadla 980 nm nebo 1480 nm.
Přechod hladiny energie: Čerpadlo Světlo vzrušuje ionty dotované dotované erbiové, což způsobuje, že přecházejí z pozemního stavu na vysokou energetickou hladinu a zůstávají v vzrušeném stavu.
Stimulovaná amplifikace záření: Když signální světlo vstupu 1550nm prochází erbiově dotovým vláknem, excitované ionty dopované erbium emitují fotony stimulovaným zářením, čímž se zvýší intenzitu signálního světla a dosažení optického amplifikace signálu.
Tento optický amplifikační mechanismus EDFA nevyžaduje přeměnu signálu na elektrický signál, takže má výhody vysokého zisku, nízkého hluku a širokopásmového zesílení a je velmi vhodný pro velké kapacitní optické komunikační systémy.
Vysoký zisk a vysoký nasycený výstupní výkon
EDFA poskytuje vysoký zisk v rozsahu vlnové délky 1550 NM (obvykle až 20-40 dB), což může účinně kompenzovat ztrátu při přenosu optických vláken na dlouhé vzdálenosti.
Výstupní výkon může obvykle dosáhnout 10 dBm až 30 dBm, což je vhodné pro různé aplikace optických sítí.
Obrázek s nízkým šumem (NF)
Vzhledem k stimulovaným emisním charakteristikám iontů dotovaných erbium má EDFA hodnotu s nízkým šumem (typická hodnota je asi 4,5-6 dB), což pomáhá udržovat kvalitu optických signálů.
Širokopásmové zesílení
Šířka pásma zisku 1550nm Optický zesilovač EDFA Obvykle může pokrývat 1530 NM-1565NM (C Band) nebo 1570NM-1605NM (L BAND), který je vhodný pro systém multiplexování WDM (divize vlnové délky), aby se dosáhlo současného zesílení signálů s více vlnovými délkami.
All-Optical Amplification, žádná fotoelektrická konverze
EDFA může přímo zesílit optické signály, aniž by je přeměnila na elektrické signály a remodulovat je, snížit složitost systému a spotřebu energie a zlepšit účinnost přenosu.

Vysoká spolehlivost a nízké náklady na údržbu
Protože EDFA používá jako médium na zisk optické vlákno a nemá uvnitř složité elektronické amplifikační komponenty, má dlouhou životnost a vysokou stabilitu a je široce používána v komunikačních systémech optických vláken na dlouhé vzdálenosti.
1. Komunikace optických vláken na dlouhé vzdálenosti
V komunikačních systémech optických vláken budou signály zmírnit kvůli ztrátě optických vláken během přenosu. EDFA lze použít jako reléový zesilovač v linii vlákna kmene, což umožňuje přenosu signálu stovky nebo dokonce tisíce kilometrů bez ztráty a je široce používán v:
Páteřní síť
Metropolitan Area Network (MAN) a Wide Area Network (WAN)
Komunikační systém kabelového kabelu ponorky
2. Systém DWDM (husté vlnové délky divize)
Technologie DWDM (Division pro multiplexování husté vlnové délky) umožňuje přenášení signálů s více vlnovými délkami ve stejném optickém vláknu, což zlepšuje rychlost využití optického vlákna. EDFA může současně zesílit více signálů vlnové délky v pásmu C nebo L a je jádrem systému DWDM.
3. Catv (kabelová TV) Přenos vláken
V sítích Fiber-to-Home (FTTH) a kabelové TV (CATV) se 1550nm EDFA používá pro zesílení distribuce signálu na podporu více uživatelských terminálů pro přijímání vysoce kvalitních video, zvukových a datových signálů.
4. snímání optických lidarů a vláken
EDFA se také používá v systémech snímání optických optických optických vláken, aby poskytoval silné optické zesilovací schopnosti pro detekci na dlouhou vzdálenost a měření s vysokou přesností.
S nepřetržitým vývojem technologie optické komunikace se 1550nm EDFA vyvíjí směrem k vyššímu výkonu, nižší spotřebě energie a inteligentnějším směrem:
Efektivnější čerpací technologie
Pro zlepšení účinnosti zesílení a snížení spotřeby energie použijte vyšší výkon 980nm čerpadla.
V kombinaci s algoritmem pro správu pokročilého čerpadla lze dosáhnout přesnějšího řízení výkonu.
Schopnost širokopásmového zesílení
V budoucnu EDFA dále rozšíří šířku pásma zisku na podporu větší kapacity DWDM systémů a zlepší propustnost komunikace optických vláken.
Integrace a miniaturizace
Kombinací s optoelektronickým integrovaným čipem (PIC) je vyvinuta kompaktnější a integrovanější EDFA, aby vyhovovala potřebám datových center a optických sítí nové generace.
Inteligentní řízení a vzdálené monitorování
Přijměte systém AI a inteligentní monitorování pro realizaci regulace energie a diagnostiky poruch v reálném čase a zlepšení účinnosti provozu sítě.
Jako základní zařízení v optickém komunikačním systému hraje 1550nm EDFA zesilovač vláken EDFA důležitou roli v komunikaci s optickými vlákny na dlouhé vzdálenosti, systému DWDM, síti CATV a optických vláken s vysokým ziskem, nízkým hlukem a širokopásmovým zesílením. Vzhledem k tomu, že poptávka po optické komunikaci stále roste, vyvíjí se také technologie EDFA. V budoucnu se bude vyvíjet ve směru větší účinnosti, inteligence a integrace a poskytuje silnou podporu pro rozvoj globálních optických sítí.