Kuvaus: Erbiumilla seostettu kuituvahvistin EDFA-optinen vahvistin

Kuvaus: Erbiumilla seostettu kuituvahvistinEDFA-optinen vahvistin

Erbiumilla seostettu optinen kuituvahvistin (EDFA, eli optinen signaalivahvistin, jonka kuidun ytimeen on signaalin läpi seostettu Er3+:aa), on Southamptonin yliopiston vuonna 1985 kehittämä ensimmäinen optinen vahvistin, ja se on yksi suurimmista keksinnöistä optisen kuituliikenteen alalla. Erbiumilla seostettu kuitu on eräänlainen kuitu, jossa on pieni määrä harvinaisten maametallien erbium-(Er)-ioneja kvartsikuidussa, joka on ytimen...Erbiumilla seostettu kuituvahvistin1980-luvun lopulta lähtien erbiumilla seostettujen kuituvahvistimien tutkimuksessa on tehty merkittäviä läpimurtoja. WDM-tekniikka on lisännyt huomattavasti optisen kuituliikenteen kapasiteettia. Se on optisessa kuituliikenteessä eniten käytetty optinen vahvistin.

Sovellus: Optinen kuituvahvistin on optinen vahvistinlaite, joka vahvistaa suoraan optisen signaalin optisessa kuitutietoliikennejärjestelmässä. Optista kuitua käyttävässä tietoliikennejärjestelmässä se on tekniikka, joka vahvistaa optisen signaalin suoraan muuntamatta sitä sähköiseksi signaaliksi. Erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA Optical Amplifier, eli optinen signaalivahvistin, jonka kuidun ytimessä on erbiumionia Er3+ signaalin läpi) on ensimmäinen Southamptonin yliopiston Isossa-Britanniassa ja Japanin Tohokun yliopiston kehittämä optinen vahvistin, ja se on yksi suurimmista keksinnöistä optisessa kuitutietoliikenteessä. Erbiumilla seostettu kuitu on eräänlainen kuitu, jossa on pieni määrä harvinaisten maametallien erbiumia (Er) kvartsikuidussa, joka on erbiumilla seostetun kuituvahvistimen ydin. 1980-luvun lopulta lähtien erbiumilla seostettujen kuituvahvistimien tutkimuksessa on tehty merkittäviä läpimurtoja. WDM-tekniikka on lisännyt huomattavasti optisen kuitutietoliikenteen kapasiteettia. Se on yleisimmin käytetty optinen vahvistin optisessa kuitutietoliikenteessä.

Perusparametri

Sanan nimi: Erbiumilla seostettu kuituvahvistin

Aiheeseen liittyvä termi:Optinen vahvistin

Harvinaisilla maametalleilla (kuten Nd, Er, Pr, Tm jne.) seostettu kvartsikuitu voi muodostaa monitasoisen laserjärjestelmän ja vahvistaa suoraan tulosignaalin valoa pumppausvalon vaikutuksesta. Kun kuitulaser on muodostettu, se muodostaa sopivan takaisinkytkennän. ND-seostetun kuituvahvistimen toiminta-aallonpituudet ovat 1060 nm ja 1330 nm, mutta sen kehitys ja käyttö ovat rajoittuneet muun muassa kuitutiedonsiirron optimaalisesta portista poikkeamisen vuoksi. EDFA:n ja PDFFA:n toiminta-aallonpituudet ovat optisen kuitutiedonsiirron pienimmän häviön (1550 nm) ja nolladispersion (1300 nm) aallonpituusalueella, ja TDFA toimii S-kaistalla, mikä sopii erittäin hyvin optisen kuidun tietoliikennejärjestelmien sovelluksiin. Erityisesti EDFA, joka on kehittynyt nopeimmin, on ollut käytännöllinen.

Erbiumilla seostetun kuidun kehityksen pohjalta on jatkuvasti ilmestynyt monia uusia kuituvahvistimia. Esimerkiksi erbiumilla seostettuun kuituun perustuva kaksikaistainen kuituvahvistin (DBFA) on laajakaistainen optinen vahvistin, ja se voi kattaa lähes koko aallonpituusjakoisen multipleksoinnin (WDM) kaistanleveyden. Samankaltainen tuote on ultralaajakaistainen optinen vahvistin (UWOA), jonka peittokaistanleveys riittää jopa 100 aallonpituuskanavan vahvistamiseen yhdessä kuidussa.

Käytännön sovellus

Erbiumilla seostetun kuituvahvistimen (EDFA-vahvistin) käyttö tavanomaisessa optisessa kuituviestintäjärjestelmässä voi säästää paljon optisia toistimia ja releen etäisyys kasvaa huomattavasti, mikä on erittäin tärkeää pitkän matkan kaapelirunkojärjestelmässä.

Sen tärkeimpiä sovelluksia ovat:

1, voidaan käyttää valoetäisyyden vahvistimena. Perinteisillä elektronisilla kuituoptisilla toistimilla on monia rajoituksia. Esimerkiksi kun digitaalinen signaali ja analoginen signaali muunnetaan toisiksi, toistin on vaihdettava vastaavasti; Kun laite muuttuu hitaasta nopeudesta suureen nopeuteen, toistin on vaihdettava vastaavasti. Lähettää vain saman aallonpituuden valosignaalia, ja rakenne on monimutkainen, kallis ja niin edelleen. Erbiumilla seostetut kuituvahvistimet voittavat nämä puutteet, eivätkä ne ainoastaan ​​muutu signaalitilan muuttuessa, vaan niitä ei myöskään tarvitse vaihtaa, kun laitetta laajennetaan tai käytetään optiseen aallonpituusjakoiseen multipleksointiin.

2, voidaan käyttää optisen lähettimen jälkivahvistimena ja optisen vastaanottimen esivahvistimena. Optisen lähettimen jälkivahvistimena laserin lähetystehoa voidaan nostaa 0 dB:stä +10 dB:iin. Optisen vastaanottimen esivahvistimena käytettäessä myös sen herkkyyttä voidaan parantaa huomattavasti. Siksi linjalla on vain 1-2 erbiumilla seostettua vahvistinta, ja signaalin lähetysetäisyyttä voidaan nostaa 100-200 km.

Lisäksi erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA-vahvistin) ongelman ratkaisemiseksi. Erbiumilla seostettujen kuituvahvistimien ainutlaatuiset edut ovat tunnustettuja ympäri maailmaa, ja niitä on käytetty yhä laajemmin. Erbiumilla seostetuilla kuituvahvistimilla on kuitenkin myös joitakin rajoituksia. Esimerkiksi pitkän matkan viestinnässä ei voida olla yhteyttä, aseman liikekontakti on vaikeampi, vikojen löytäminen ei ole helppoa, pumpun valonlähteen käyttöikä ei ole pitkä. Optisten kuituviestintätekniikoiden jatkuvan kehityksen myötä nämä ongelmat ratkaistaan ​​tyydyttävästi.