Спецыяльныя інструкцыі для валаконнага ўзмацняльніка, легаванага эрбіем (аптычны ўзмацняльнік EDFA)

Спецыяльныя інструкцыі для валаконнага ўзмацняльніка, легаванага эрбіем (Аптычны ўзмацняльнік EDFA)
Вы набылівалаконны ўзмацняльнік, легаваны эрбіем(Аптычны ўзмацняльнік EDFA) з каэфіцыентам узмацнення 30 дБ і выходнай магутнасцю насычэння +20 дБм.
Падключыце ўваходную лямпу 0 дБм і вымерайце выхадны сігнал +27 дБм. Можна вылічыць, што 30-3 = 27, і каэфіцыент узмацнення не будзе праблемай.
Але што, калі вы ўводзіце -20 дБм? Намінальнае ўзмацненне 30 дБ азначае, што выхадны сігнал павінен быць +10 дБм, але фактычнае вымярэнне складае толькі +7 дБм — на цэлыя 3 дБ менш. Гэта не праблема якасці. 30 дБ — гэта невялікі каэфіцыент узмацнення сігналу, у той час як шум ASE і каэфіцыент шуму спажываюць ваш каэфіцыент узмацнення. Фактычна, вымеранае ўзмацненне часта апускаецца ніжэй за намінальнае, што паказвае, што гэтая з'ява не з'яўляецца праблемай якасці абсталявання, а хутчэй вызначаецца механізмам працы ўзмацняльніка.

Малы каэфіцыент узмацнення сігналу ≠ фактычны каэфіцыент узмацнення:

1. Асноўная супярэчнасць: Каэфіцыент узмацнення, пазначаны ў спецыфікацыі (напрыклад, 30 дБ), з'яўляецца малым каэфіцыентам узмацнення сігналу, які з'яўляецца ідэальным значэннем вымярэння, калі магутнасць уваходнага сігналу вельмі нізкая (напрыклад, -20~-30 дБм) і пры намінальнай магутнасці накачкі. У практычных умовах гэта не адпавядае рэальнаму каэфіцыенту ўзмацнення пры высокай магутнасці уваходнага сігналу.
2. Асноўная прычына зніжэння прыросту:
2.1 Насычэнне ўзмацнення: па меры павелічэння магутнасці ўваходнага сігналу EDFAАптычны ўзмацняльнікпераходзіць у вобласць насычэння, што прыводзіць да зніжэння каэфіцыента ўзмацнення з максімальнага значэння.
2.2 Адцягненне шуму ASE: Узмоцнены шум спантаннага выпраменьвання (ASE) канкуруе з сігнальным святлом і спажывае абмежаваную магутнасць накачкі. Чым мацнейшы шум ASE, тым меншы эфектыўны каэфіцыент узмацнення, які выкарыстоўваецца для ўзмацнення сігнальнага святла. Гэта адна з асноўных прычын, чаму вымераны каэфіцыент узмацнення ніжэйшы за намінальнае значэнне.
2.3 Колькасная залежнасць: Чым вышэйшая магутнасць уваходнага сігналу, тым большае сцісканне фактычнага ўзмацнення (G_actual) у параўнанні з малым узмацненнем сігналу (G_small). Велічыня сціскання ў асноўным абумоўлена сцісканнем насычэння (Δ G_sat) і ўзмацненнем ад спажывання шуму ASE (Δ G_ASE). Напрыклад, калі ўваходная магутнасць роўная 0 дБм, звычайна вымеранае ўзмацненне больш чым на 3 дБ ніжэйшае за намінальнае значэнне.
3. Прапановы па інжынернай практыцы:
3.1 Бюджэт канала сувязі: Невялікі каэфіцыент узмацнення сігналу не павінен выкарыстоўвацца непасрэдна для разліку, а варта прыняць больш рэалістычную формулу бюджэту канала сувязі:
P_вых. ≈ P_увах.+G_small-NF-3dB (запас трываласці)
Сярод іх NF — гэта каэфіцыент шуму (тыповае значэнне 4-6 дБ).
3.2 Зваротная каліброўка: Калі вымераная выходная магутнасць не адпавядае бюджэту формулы, формулу можна выкарыстоўваць для разліку фактычнага каэфіцыента шуму сістэмы (NF) у зваротным парадку, што дазваляе больш дакладна праектаваць і калібраваць каналы сувязі.

Выснова: Пры ацэнцы і выкарыстанніЭДФАПры праектаванні аптычнага ўзмацняльніка інжынерам неабходна звяртаць увагу на магутнасць уваходнага сігналу і разумець характарыстыкі сціскання ўзмацнення ва ўмовах высокага сігналу. Пры праектаванні канала сувязі бюджэт павінен грунтавацца на рэальнай уваходнай магутнасці і інжынерных формулах, якія ўключаюць каэфіцыент шуму і запас трываласці, а не проста спадзявацца на намінальнае значэнне малога ўзмацнення сігналу ў спецыфікацыі. Пасля атрымання аптычнага ўзмацняльніка EDFA спачатку спытайце, якая ўваходная магутнасць, а затым выкарыстоўвайце формулу бюджэту канала сувязі для разліку чаканай выходнай магутнасці. Не выкарыстоўвайце малое ўзмацненне сігналу для бюджэтавання поўнай магутнасці.