1550NM EDFA -fiberförstärkare: Nyckelteknologi och framtida utveckling av optisk kommunikationsnätverk

I moderna optiska kommunikationssystem, för att övervinna dämpningsproblemet med optiska signaler vid långdistansöverföring, har användningen av optiska förstärkare blivit mainstream-tekniken. Bland dem är 1550 nm EDFA (Erbium-dopad fiberförstärkare) den vanligaste och allmänt använda. Eftersom våglängden 1550 nm är i lågförlustfönstret för optisk fiberkommunikation kan EDFA-teknik kraftigt öka signalöverföringsavståndet och bli en viktig enhet i optiska kommunikationsnätverk.
EDFA är en optisk förstärkare baserad på Erbium-dopad fiber (EDF). Dess kärnarbetsprincip är att locka Erbium-dopade joner genom pumplasrar för att förstärka de optiska inmatningarna inom våglängdsområdet 1550 nm. Den specifika processen är som följer:
Pumpens excitation: EDFA använder vanligtvis en 980Nm eller 1480Nm pumplaser för att ge energi.
Energinivåövergång: Pumpljus lockar erbiumdopade joner, vilket får dem att övergå från marktillståndet till en hög energinivå och förbli i ett upphetsat tillstånd.
Stimulerad strålningsförstärkning: När ingången 1550 nm signallampa passerar genom den erbiumdopade fibern kommer de upphetsade erbiumdopade jonerna att avge fotoner genom stimulerad strålning, och därigenom förbättra intensiteten hos signalljuset och uppnå optisk signalförstärkning.
Denna optiska amplifieringsmekanism för EDFA kräver inte att signalen omvandlas till en elektrisk signal, så den har fördelarna med hög förstärkning, lågt brus och bredbandsamplifiering och är mycket lämplig för optiska kommunikationssystem med stor kapacitet.
Hög förstärkning och hög mättad utgångseffekt
EDFA ger hög förstärkning i 1550nm våglängdsområde (i allmänhet upp till 20-40dB), vilket effektivt kan kompensera för förlusten i långväga optisk fiberöverföring.
Utgångseffekten kan vanligtvis nå 10dbm till 30dbm, vilket är lämpligt för en mängd olika optiska nätverksapplikationer.
Låg brusfigur (NF)
På grund av de stimulerade utsläppsegenskaperna för erbium-dopade joner har EDFA en lågbrusfigur (typiskt värde är cirka 4,5-6dB), vilket hjälper till att upprätthålla kvaliteten på optiska signaler.
Bredbandförstärkning
Förstärkningsbandbredden 1550nm EDFA Optical Amplifier kan vanligtvis täcka 1530NM-1565NM (C-band) eller 1570NM-1605NM (L-band), vilket är lämpligt för WDM (våglängdsdelning multiplexering) för att uppnå samtidig amplifiering av multi-våglängdssignaler.
All-optisk förstärkning, ingen fotoelektrisk omvandling krävs
EDFA kan direkt förstärka optiska signaler utan att konvertera dem till elektriska signaler och ombyggda dem, minska systemkomplexiteten och kraftförbrukningen och förbättra överföringseffektiviteten.

Hög tillförlitlighet och låg underhållskostnad
Eftersom EDFA använder optisk fiber som förstärkningsmedium och inte har några komplexa elektroniska amplifieringskomponenter inuti, har det en lång livslängd och hög stabilitet och används allmänt i långväga optiska fiberkommunikationssystem.
1. Långdistansoptisk fiberkommunikation
I kommunikationssystem för optisk fiber kommer signaler att dämpas på grund av optisk fiberförlust under överföring. EDFA kan användas som en reläförstärkare i fiberstamlinjen, vilket gör att signalen kan överföras hundratals eller till och med tusentals kilometer utan förlust och används allmänt i:
Ryggradsnätverk
Metropolitan Area Network (Man) och Wide Area Network (WAN)
Ubåtens kabelkommunikationssystem
2. DWDM (tät våglängdsdelningsmultiplexering) -system
DWDM (tät våglängdsdelning multiplexering) Teknik gör det möjligt att överföras flera våglängdssignaler i samma optiska fiber, vilket förbättrar användningshastigheten för optisk fiber. EDFA kan samtidigt förstärka flera våglängdssignaler i C -bandet eller L -bandet och är kärnenheten i DWDM -systemet.
3. CATV (kabel -TV) fiberöverföring
I fiber-till-hem (FTTH) och kabel-TV (CATV) -nätverk används 1550 nm EDFA för signalfördelningsförstärkning för att stödja flera användarterminaler för att få högkvalitativa video-, ljud- och datasignaler.
4. Lidar och fiberoptisk avkänning
EDFA används också i Lidar och fiberoptiska avkänningssystem för att ge kraftfulla optiska amplifieringsfunktioner för långdistansdetektering och högprecisionsmätning.
Med den kontinuerliga utvecklingen av optisk kommunikationsteknik utvecklas 1550 nm EDFA mot högre prestanda, lägre kraftförbrukning och mer intelligent riktning:
Effektivare pumpningsteknik
Använd högre effekt 980Nm pumplaser för att förbättra förstärkningseffektiviteten och minska strömförbrukningen.
Kombinerat med avancerad pumphanteringsalgoritm kan mer exakt kraftkontroll uppnås.
Bredbandförstärkningsförmåga
I framtiden kommer EDFA att ytterligare utöka förstärkningsbandbredden för att stödja större kapacitet DWDM -system och förbättra genomströmningen av optisk fiberkommunikation.
Integration och miniatyrisering
Genom att kombinera med optoelektroniskt integrerat chip (PIC) utvecklas mer kompakt och mer integrerad EDFA för att tillgodose behoven hos datacenter och nästa generations optiska nätverk.
Intelligent hantering och fjärrövervakning
Anta AI och intelligent övervakningssystem för att realisera kraftreglering i realtid och feldiagnos och förbättra nätverksdrifteffektiviteten.
Som kärnutrustningen i optiskt kommunikationssystem spelar 1550NM EDFA-fiberförstärkare en viktig roll i långdistansoptisk fiberkommunikation, DWDM-system, CATV-nätverk och optisk fiberavkänning med dess höga förstärkning, låga brus- och bredbandsförstärkningsegenskaper. När efterfrågan på optisk kommunikation fortsätter att växa utvecklas också EDFA -tekniken. I framtiden kommer den att utvecklas i riktning mot större effektivitet, intelligens och integration, vilket ger starkt stöd för utvecklingen av globala optiska nätverk.