Mga espesyal na tagubilin para sa erbium-doped fiber amplifier (EDFA Optical Amplifier)

Mga espesyal na tagubilin para sa erbium-doped fiber amplifier(EDFA Optical Amplifier)
Bumili ka ng isangamplifier ng hibla na may doping erbium(EDFA Optical Amplifier) ​​na may ispesipikasyon na 30dB gain at saturation output power na +20dBm.
Ikonekta ang 0dBm input light at basahin ang output na +27dBm. Maaari mong kalkulahin na 30-3=27, at ang gain ay hindi isang problema.
Pero paano kung -20dBm ang ilalagay mo? Ang nominal gain na 30dB ay nangangahulugan na ang output ay dapat na +10dBm, ngunit ang aktwal na sukat ay +7dBm lamang – isang buong 3dB na mas mababa. Hindi ito isyu sa kalidad. Ang 30dB ay ang maliit na signal gain, habang ang ASE noise at noise figure ay kumukonsumo sa iyong gain. Sa katunayan, ang nasukat na gain ay kadalasang bumababa sa nominal gain, na nagpapaliwanag na ang phenomenon na ito ay hindi isang isyu sa kalidad ng kagamitan, kundi natutukoy ng mekanismo ng paggana ng amplifier.

Maliit na pakinabang ng signal ≠ aktwal na pakinabang:

1. Kontradiksyon sa core: Ang gain na nakasaad sa specification sheet (hal. 30dB) ay isang maliit na signal gain, na siyang mainam na halaga ng pagsukat kapag ang input signal power ay napakababa (hal. -20~-30dBm) at sa rated pump power. Hindi ito katumbas ng aktwal na gain kapag ang input signal power ay mataas sa mga praktikal na aplikasyon.
2. Ang pangunahing dahilan ng pagbaba ng pakinabang:
2.1 Pagtaas ng saturation: Habang tumataas ang lakas ng input signal, ang EDFAOptical Amplifierpumapasok sa rehiyon ng saturation, na nagiging sanhi ng pagbaba ng gain mula sa pinakamataas na halaga nito.
2.2 Paglihis ng ingay ng ASE: Ang amplified spontaneous emission (ASE) na ingay ay nakikipagkumpitensya sa signal light at kumokonsumo ng limitadong lakas ng bomba. Kung mas malakas ang ingay ng ASE, mas mababa ang epektibong gain na ginagamit upang palakasin ang signal light. Ito ang isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit ang nasukat na gain ay mas mababa kaysa sa nominal na halaga.
2.3 Damihang ugnayang kwantitatibo: Kung mas mataas ang lakas ng input signal, mas malaki ang compression ng aktwal na gain (G_actual) kumpara sa maliit na signal gain (G_small). Ang dami ng compression ay pangunahing nagmumula sa saturation compression (ΔG_sat) at gain mula sa pagkonsumo ng ingay ng ASE (ΔG_ASE). Halimbawa, kapag ang lakas ng input ay 0dBm, karaniwan na ang nasukat na gain ay higit sa 3dB na mas mababa kaysa sa nominal na halaga.
3. Mga mungkahi sa pagsasagawa ng inhenyeriya:
3.1 Link budget: Hindi dapat direktang gamitin ang maliit na signal gain para sa pagkalkula, ngunit dapat gamitin ang isang mas makatotohanang pormula ng link budget:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (margin ng kaligtasan)
Kabilang sa mga ito, ang NF ay ang bilang ng ingay (karaniwang halaga na 4-6dB).
3.2 Baliktarin na pagkakalibrate: Kung ang nasukat na output power ay hindi tumutugma sa badyet ng pormula, maaaring gamitin ang pormula upang kalkulahin ang aktwal na bilang ng ingay ng sistema (NF) nang pabaliktad, sa gayon ay nagbibigay-daan sa mas tumpak na disenyo at pagkakalibrate ng link.

Konklusyon: Kapag sinusuri at ginagamitEDFAPara sa Optical Amplifier, kailangang bigyang-pansin ng mga inhinyero ang lakas ng kanilang input signal at unawain ang katangian ng gain compression sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na signal. Kapag nagdidisenyo ng link, ang badyet ay dapat ibase sa aktwal na lakas ng input at mga formula ng inhinyeriya na kinabibilangan ng noise factor at safety margin, sa halip na umasa lamang sa nominal na halaga ng maliit na signal gain sa specification sheet. Pagkatapos matanggap ang EDFA Optical Amplifier, tanungin muna kung ano ang lakas ng input, at pagkatapos ay gamitin ang formula ng link budget upang kalkulahin ang inaasahang output. Huwag gumamit ng maliit na signal gain para sa full power budgeting.