Meginregla og beitingEDFA erbíum-dópaður trefjamagnari
Grunnbyggingin áEDFAErbíum-dópaður ljósleiðaramagnari, sem er aðallega samsettur úr virku miðli (tugir metra langir dópaðir kvarsþræðir, kjarnaþvermál 3-5 míkron, dópstyrkur (25-1000)x10-6), dæluljósgjafa (990 eða 1480nm LD), ljósleiðaratengingu og ljóseinangrara. Merkjaljós og dæluljós geta breiðst út í sömu átt (samdæling), gagnstæða átt (öfug dæling) eða báðar áttir (tvíátta dæling) í erbíumþræðinum. Þegar merkjaljós og dæluljós eru sprautað inn í erbíumþræðina á sama tíma, örvast erbíumjónin upp í hátt orkustig (þriggja þrepa kerfi) undir áhrifum dæluljóssins og hrörnar fljótt niður í stöðugt stig. Þegar hún snýr aftur í grunnástand undir áhrifum innfallandi merkjaljóssins, er ljóseind sem samsvarar merkjaljósinu send út, þannig að merkið magnast. Magnað sjálfsprottið geislunarsvið (ASE) þess hefur mikla bandvídd (allt að 20-40 nm) og hefur tvo toppa sem samsvara 1530 nm og 1550 nm, talið í sömu röð.
Helstu kostir þess aðEDFA magnarieru mikil ávinningur, mikil bandvídd, mikil úttaksafl, mikil dælunýting, lítið innsetningartap og ónæmi fyrir pólunarástandi.
Virknisreglan um erbíum-dópaðan trefjamagnara
Erbíum-dópað trefjamagnari (EDFA ljósleiðari） er aðallega samsett úr erbíum-dópuðum ljósleiðara (um 10-30 m að lengd) og ljósgjafa með dælu. Virknisreglan er sú að erbíum-dópaðir ljósleiðarar mynda örvaða geislun undir áhrifum dæluljósgjafans (bylgjulengd 980 nm eða 1480 nm) og geislað ljós breytist með breytingum á inntaksljósmerkinu, sem jafngildir því að magna inntaksljósmerkið. Niðurstöðurnar sýna að ávinningur erbíum-dópaðs ljósleiðaramagnara er venjulega 15-40 db og að hægt er að auka sendingarfjarlægðina um meira en 100 km. Þannig að fólk getur ekki annað en spurt: hvers vegna datt vísindamönnum í hug að nota dopað erbíum í ljósleiðaramagnara til að auka styrk ljósbylgna? Við vitum að erbíum er sjaldgæft jarðefni og sjaldgæf jarðefni hafa sína sérstöku byggingareiginleika. Dóp sjaldgæfra jarðefna í ljóstækjum hefur verið notuð í langan tíma til að bæta afköst ljóstækja, svo þetta er ekki tilviljunarkennd. Auk þess, hvers vegna er bylgjulengd ljósgjafa dælunnar valin 980nm eða 1480nm? Reyndar getur bylgjulengd ljósgjafa dælunnar verið 520nm, 650nm, 980nm og 1480nm, en reynslan hefur sýnt að bylgjulengd 1480nm ljósgjafa dælunnar er hæst, og þar á eftir kemur bylgjulengd 980nm ljósgjafa dælunnar.
Líkamleg uppbygging
Grunnbygging erbíum-dópaðs ljósleiðaramagnara (EDFA ljósleiðaramagnari). Það er einangrari á inntaks- og úttaksendanum, tilgangurinn er að senda ljósmerkið í eina átt. Dæluörvunin hefur bylgjulengd upp á 980 nm eða 1480 nm og er notuð til að veita orku. Hlutverk tengisins er að tengja inntaksljósmerkið og dæluljósið inn í erbíum-dópaða ljósleiðarann og flytja orku dæluljóssins yfir í inntaksljósmerkið með verkun erbíum-dópaðs ljósleiðarans, til að ná fram orkumögnun inntaksljósmerkisins. Til að fá hærri úttaksljósafl og lægri hávaðavísitölu, notar erbíum-dópað ljósleiðaramagnari sem notaður er í reynd uppbyggingu tveggja eða fleiri dælugjafa með einangrurum í miðjunni til að einangra hvor aðra. Til að fá breiðari og flatari hagnaðarferil er bætt við hagnaðarflatningarsíu.
EDFA samanstendur af fimm meginhlutum: Erbium-dópuðum ljósleiðara (EDF), ljósleiðara (WDM), ljósleiðaraeinangrara (ISO), ljóssíu og dælugjafa. Algengar dælugjafar eru 980nm og 1480nm, og þessar tvær dælugjafar hafa meiri dælunýtni og eru notaðar meira. Hávaðastuðull 980nm dæluljósgjafa er lægri; 1480nm dæluljósgjafinn hefur meiri dælunýtni og getur fengið meiri úttaksafl (um 3dB hærra en 980nm dæluljósgjafinn).
kostur
1. Rekstrarbylgjulengdin er í samræmi við lágmarksdeyfingargluggann fyrir einhliða ljósleiðara.
2. Mikil tengivirkni. Þar sem þetta er ljósleiðaramagnari er auðvelt að tengja hann við sendisljósleiðarann.
3. Mikil orkunýtni. Kjarni EDF er minni en flutningsþráðarins og merkjaljósið og dæluljósið eru send samtímis í EDF, þannig að ljósgetan er mjög einbeitt. Þetta gerir víxlverkun ljóssins og Er-jónsins í styrkingarmiðlinum mjög full, ásamt viðeigandi lengd erbíum-dópaðs þráðar, þannig að orkunýtni ljósorkunnar er mikil.
4. Mikil ávinningur, lágt hávaðavísitala, mikil úttaksafl, lágt krossmál milli rása.
5. Stöðugir eiginleikar hagnaðar: EDFA er ekki viðkvæmt fyrir hitastigi og hagnaðurinn hefur lítil tengsl við skautun.
6. Gain-eiginleikinn er óháður bitahraða kerfisins og gagnasniði.
galli
1. Ólínuleg áhrif: EDFA magnar ljósafl með því að auka ljósafl sem sprautað er inn í ljósleiðarann, en því stærra því betra. Þegar ljósafl er aukið að vissu marki myndast ólínuleg áhrif ljósleiðarans. Þess vegna, þegar ljósleiðaramagnarar eru notaðir, ætti að huga að því að stjórna einrásar innkomandi ljósleiðaraafli.
2. Bylgjulengdarsvið styrkingar er fast: Vinnslubylgjulengdarsvið C-bands EDFA er 1530 nm ~ 1561 nm; Vinnslubylgjulengdarsvið L-bands EDFA er 1565 nm ~ 1625 nm.
3. Ójöfn bandvídd fyrir ávinning: Bandvídd ávinnings í EDFA erbíum-dópuðum ljósleiðaramagnara er mjög breið, en ávinningssviðið í EDF sjálfu er ekki flatt. Nota verður ávinningsfletningarsíu til að fletja ávinninginn í WDM kerfinu.
4. Vandamál með ljósbylgju: Þegar ljósleiðin er eðlileg eru erbíumjónirnar sem dæluljósið örvar bornar burt af merkjaljósinu og þannig lýkur mögnun merkjaljóssins. Ef inntaksljósið er stytt, vegna þess að stöðugar erbíumjónir halda áfram að safnast fyrir, mun orkan stökkva þegar merkjaljósinntakið er endurheimt, sem leiðir til ljósbylgju.
5. Lausnin á ljósbylgjunni er að framkvæma sjálfvirka ljósaflslækkun (APR) eða sjálfvirka ljósaflsslökkvun (APSD) í EDFA, það er að segja, EDFA dregur sjálfkrafa úr aflinu eða slekkur sjálfkrafa á því þegar ekkert ljós er til staðar og bælir þannig niður fyrirbærið með bylgjunni.
Forritsstilling
1. Magnarinn er notaður til að auka afl merkja með mörgum bylgjulengdum eftir magabylgjuna og senda þau síðan. Þar sem merkjaaflið eftir magabylgjuna er almennt stórt, eru hávaðavísitalan og ávinningurinn af aflmagnaranum ekki mjög háir. Hefur tiltölulega mikið afl.
2. Línumagnari, á eftir aflmagnaranum, er notaður til að bæta reglulega upp tap á línuflutningi, sem krefst almennt tiltölulega lítils hávaðavísis og mikils ljósleiðarafls.
3. Formagnari: Fyrir framan skiptingarann og eftir línumagnarann er hann notaður til að magna merkið og bæta næmi móttakarans (ef sjónrænt merkis-til-suðhlutfall (OSNR) uppfyllir kröfur, getur stærra inntaksafl dregið úr hávaða móttakarans sjálfs og bætt næmi móttökunnar), og hávaðavísitalan er mjög lítil. Það eru engar miklar kröfur um úttaksafl.
Birtingartími: 17. mars 2025