1550nm EDFA -Faserverstärker: Schlüsseltechnologie und zukünftige Entwicklung des optischen Kommunikationsnetzes

In modernen optischen Kommunikationssystemen, um das Dämpfungsproblem optischer Signale bei der Übertragung von Fernstöcken zu überwinden, ist die Verwendung optischer Verstärker zur Mainstream-Technologie geworden. Unter ihnen ist 1550 nm EDFA (Erbium-dotierter Faserverstärker) der häufigste und am häufigsten verwendete. Da sich die Wellenlänge von 1550 nm im Fenster mit niedrigem Verlust der optischen Faserkommunikation befindet, kann die EDFA-Technologie den Signalübertragungsabstand erheblich erhöhen und ein Schlüsselgerät in optischen Kommunikationsnetzwerken werden.
EDFA ist ein optischer Verstärker, der auf Erbium-dotiertem Faser (EDF) basiert. Sein Kernprinzip besteht darin, Erbium-dotierte Ionen durch Pumpenlaser zu erregen, um die optischen Eingangssignale innerhalb des Wellenlängenbereichs von 1550 nm zu verstärken. Der spezifische Prozess ist wie folgt:
Pumpenanregung: EDFA verwendet normalerweise einen Pumplaser von 980 nm oder 1480 nm, um Energie bereitzustellen.
Übergang des Energieniveaus: Pumpe Licht erregt Erbium-dotierte Ionen, wodurch sie vom Grundzustand zu einem hohen Energieniveau übergehen und in einem angeregten Zustand bleiben.
Stimulierte Strahlungsverstärkung: Wenn das Eingang 1550 nm Signallicht durch die von ERBIUM dotierte Faser verläuft, werden die angeregten Erbium-dotierten Ionen durch stimulierte Strahlung emportiert, wodurch die Intensität des Signallichts verstärkt und die optische Signalverstärkung erreicht wird.
Dieser optische Amplifikationsmechanismus von EDFA erfordert nicht, dass das Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Daher hat es die Vorteile von hoher Verstärkung, niedrigem Rauschen und Breitbandverstärkung und ist für optische Kommunikationssysteme mit großer Kapazität sehr geeignet.
Hohe Verstärkung und hohe Sättigungsleistung
EDFA bietet einen hohen Gewinn im Wellenlängenbereich von 1550 nm (im Allgemeinen bis zu 20-40 dB), was den Verlust der optischen Faserübertragung von Fernstöcken effektiv ausgleichen kann.
Die Ausgangsleistung kann normalerweise 10 dBm bis 30 dBm erreichen, was für eine Vielzahl von optischen Netzwerkanwendungen geeignet ist.
Niedriggeräuschende Abbildung (NF)
Aufgrund der stimulierten Emissionsmerkmale von Erbium-dotierten Ionen weist EDFA eine niedrige Rauschfigur auf (typischer Wert beträgt ca. 4,5-6 dB), was dazu beiträgt, die Qualität der optischen Signale aufrechtzuerhalten.
Breitbandverstärkung
Die Gewinnbandbreite von 1550 nm EDFA optischer Verstärker Kann normalerweise 1530 Nm-1565nm (C-Band) oder 1570nm-1605nm (L-Band) abdecken, was für das WDM-System (Wellenlänge Division Multiplexing) geeignet ist, um eine gleichzeitige Verstärkung von Multi-Wellenlängen-Signalen zu erreichen.
All-optische Amplifikation, keine photoelektrische Umwandlung erforderlich
EDFA kann optische Signale direkt amplifizieren, ohne sie in elektrische Signale umzuwandeln, um sie umzubauen, die Komplexität des Systems und den Stromverbrauch zu verringern und die Übertragungseffizienz zu verbessern.

Hohe Zuverlässigkeit und niedrige Wartungskosten
Da EDFA optische Faser als Gewinnmedium verwendet und keine komplexen elektronischen Amplifikationskomponenten im Inneren aufweist, hat es eine lange Lebensdauer und eine hohe Stabilität und wird in großer Distanzkommunikationssysteme weit verbreitet.
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In optischen Faserkommunikationssystemen werden die Signale aufgrund eines optischen Faserverlusts während der Übertragung gedämpft. EDFA kann als Relaisverstärker in der Faser -Kofferraumlinie verwendet werden, sodass das Signal Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern ohne Verlust übertragen werden kann, und wird häufig verwendet in:
Backbone -Netzwerk
Metropolitan Area Network (Mann) und Wide Area Network (WAN)
U -Boot -Kabelkommunikationssystem
2. DWDM (Dichte Wellenlängenabteilung Multiplexing) System
Die DWDM -Technologie (dichte Wellenlänge Division Multiplexing) ermöglicht es, mehrere Wellenlängensignale in derselben optischen Faser zu übertragen, wodurch die Nutzungsrate von optischer Faser verbessert wird. EDFA kann gleichzeitig mehrere Wellenlängensignale im C -Band- oder L -Band amplifizieren und ist das Kerngerät im DWDM -System.
3. CATV (Kabelfernseher) Fasergetriebe
In Faser-to-the-Home-Netzwerken (FTTH) und Kabel-TV (CATV) -Netzwerken wird EDFA 1550 nm zur Verstärkung der Signalverteilung verwendet, um mehrere Benutzeranschlüsse zu unterstützen, um qualitativ hochwertige Video-, Audio- und Datensignale zu empfangen.
4. Lidar und Glasfasererkennung
EDFA wird auch in Lidar- und Glasfaser-Erfassungssystemen verwendet, um leistungsstarke optische Verstärkungsfunktionen für die Erkennung von Fernunterlagen und eine hohe Präzisionsmessung bereitzustellen.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der optischen Kommunikationstechnologie entwickelt sich EDFA 1550 nm in Richtung höherer Leistung, geringer Stromverbrauch und intelligentere Richtung:
Effizientere Pumptechnologie
Verwenden Sie einen Pumpenlaser mit höherer Leistung von 980 nm, um die Amplifikationseffizienz zu verbessern und den Stromverbrauch zu verringern.
In Kombination mit einem fortschrittlichen Pump -Management -Algorithmus kann eine genauere Leistungssteuerung erreicht werden.
Breitbandverstärkungsfähigkeit
In Zukunft wird EDFA die Gewinnbandbreite weiter erweitern, um DWDM -Systeme mit größerer Kapazität zu unterstützen und den Durchsatz der optischen Faserkommunikation zu verbessern.
Integration und Miniaturisierung
Durch die Kombination mit optoelektronisch integriertem Chip (PIC) wird kompaktere und integrierte EDFA entwickelt, um den Bedürfnissen von Rechenzentren und optischen Netzwerken der nächsten Generation gerecht zu werden.
Intelligentes Management und Fernüberwachung
Übernehmen Sie KI und intelligentes Überwachungssystem, um die Echtzeit-Stromverordnung und die Fehlerdiagnose zu realisieren und die Effizienz des Netzwerkbetriebs zu verbessern.
Als Kernausrüstung im optischen Kommunikationssystem spielt der 1550 nm EDFA-Faserverstärker eine wichtige Rolle bei der langtischen optischen Faserkommunikation, des DWDM-Systems, des CATV-Netzwerks und der optischen Fasererkennung mit hoher Verstärkung, niedrigem Rauschen und Breitbandverstärker. Da die Nachfrage nach optischer Kommunikation weiter wächst, entwickelt sich die EDFA -Technologie ebenfalls weiter. In Zukunft wird es sich in Richtung größerer Effizienz, Intelligenz und Integration entwickeln und die Entwicklung globaler optischer Netzwerke stark unterstützen.