مكبر صوت ضوئي فائق القدرة لـ FTTH - EYDFA
خلفية
في حين أن كبل مودم ، xDSL ، وأشكال أخرى من الوصول إلى النطاق العريض تزدهر في السنوات الأخيرة ، أصبح الوصول إلى شبكة الألياف الضوئية (FTTH) أيضًا مشروعًا يهتم به الأشخاص كثيرًا. وستدرك FTTH في النهاية "الشبكات الثلاث في واحد "من الهاتف و CATV والإنترنت ، عندما يمكن أن تزيد سرعة نقل البيانات عن 100 ميجابت في الثانية (200 مرة أسرع من الوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف المستخدم بشكل شائع) وجلب المنازل الأفلام التلفزيونية عالية الدقة والمكاتب السريعة عبر الإنترنت ، إلخ. يمكن لـ FTTH أيضًا حل المشكلة مثل جودة المكالمات الهاتفية وتعريف التلفزيون وما إلى ذلك.
من منظور الوضع العالمي ، دخل الترويج لـ FTTH لكوريا الجنوبية واليابان في فترة نمو سريعة ؛ بدأت أمريكا الشمالية وأوروبا في البدء مما يجلب نظرة متفائلة ؛ الصين وروسيا والهند وأمريكا الجنوبية تتابع وتسريع التنمية. من منظور FTTH ، لا تزال إمكانات النمو في سوق الاتصالات الضوئية كبيرة للغاية.
تطبيقات المكبرات البصرية عالية الطاقة
لا يعد مكبر الصوت البصري عالي الطاقة كأحد الأجهزة الأساسية للاتصالات البصرية الحديثة مجرد فرضية لوجود شبكات اتصالات بصرية كبيرة الحجم وبعيدة المدى ، بل يلعب أيضًا دورًا أكثر أهمية في هذه العملية من شبكات الألياف البصرية "باستمرار توسيع وتوسيع. في الوقت الحالي ، في المكتب المركزي ، تحتاج عادةً إلى تثبيت أكثر من مضخمات بصرية واحدة لتغطية نطاق أكبر والمزيد من المستخدمين. على سبيل المثال ، إذا احتاجت مقاطعة متوسطة الحجم إلى إرسال إشارات تلفزيونية عالية الجودة من المستوى الأول إلى القرى والمدن ، فعلى سبيل المثال تحتاج إلى 4 إلى 8 مجموعات من المكبرات البصرية. ومع ذلك ، إذا تم استخدام مكبرات صوت ضوئية عالية الطاقة ، عندها فقط واحد يكفي ، مما يمكن أن يقلل التكلفة بشكل كبير.
حلول المكبرات البصرية عالية الطاقة
الحل التقليدي باستخدام تقنية EDFA
أحد الحلول لمكبرات الصوت الضوئية عالية الطاقة هو استخدام تقنية EDFA التقليدية العامة. كما هو موضح في الشكل أدناه ، يتم تضخيم الإشارة في المرحلة الأولى ثم تنقسم إلى عدة أجزاء في عدة EDFAs في المرحلة الثانية لتحقيق مزيد من الارتفاع في السلطة. يمكن تخصيص الطاقة الموسعة في النهاية.
هناك أربع مشاكل رئيسية في هذا الحل:
إن اعتماد الهيكل متعدد المستويات سيجعل الهيكل البصري معقدًا للغاية ، وبسبب اعتماد الليزر المتعدد في الجزء الداخلي ، فإن نظام التحكم المقابل معقد للغاية.
نظرًا لأن الهيكل متعدد المستويات يحتوي على WDM بين مرحلتين من المضخمات الضوئية ، أي ما يعادل جلب المزيد من فقدان الإدخال إلى المسار البصري ، فإن رقم الضوضاء لمكبرات EDFA سوف يتدهور.
بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم أدوات EDFA التقليدية تقنية المضخة الأساسية ذات الوضع الأحادي ، ولكن تم تقييد أشعة الليزر التي تعمل بالضخ أحادي الوضع على التقنية والتكلفة.
مجموعات كاملة من تكلفة EDFA مرتفعة للغاية ومكلفة للغاية.
حل أفضل باستخدام تقنية EYDFA
تعد تقنية مكبر الصوت عالية الطاقة هذه عبارة عن تقنية مضخة الكسوة متعددة الوسائط — تقنية EYDFA ، وهي تقنية جديدة تم تطويرها مؤخرًا وتستخدم ألياف أيون Yb3 + و Er3 + المخدرة المزدوجة. ينتج عن هذه التقنية مجموعة من التقنيات الجديدة والعمليات الجديدة والمواد الجديدة. إنها التكنولوجيا الأساسية لمكبرات الصوت فائقة الطاقة وتمثل اتجاه تطوير تقنيات المكبر البصري. بينما تستخدم تقنية EDFA التقليدية تقنية المضخة ذات الألياف أحادية الوضع لتحقيق طاقة إنتاج أعلى (والتي كانت محدودة إلى حد كبير من الناحية التقنية والتكلفة) ، فإن تقنية مضخة الكسوة متعددة الطبقات Er / Yb-Doped Fibre Amplifier (EYDFA) هي أفضل خيار للكبير انتاج الطاقة مكبرات الصوت الضوئية. هنا هو هيكل بصري نموذجي من EYDFA.
المزايا الرئيسية لـ EYDFA هي كما يلي:
بالمقارنة مع تقنية مضخة الألياف الأساسية ذات الوضع الفردي ، فإن تكنولوجيا مضخة الكسوة متعددة الأوضاع لها مزايا واضحة. تتمثل تكنولوجيا مضخة الكسوة متعددة الأوضاع في إدخال ضوء المضخة في الألياف متعددة الكسوة مزدوجة المقطع الذي يتراوح عرضه بين مئات إلى آلاف المرات من الألياف أحادية الوضع. نتيجة لذلك ، في نفس الكثافة الضوئية للإدخال ، يمكن لمضخة الكسوة متعددة الأوضاع أن تسمح لمدخلات المضخة أحادية الوضع بمئات إلى آلاف المرات ، مما يحقق بسهولة طاقة المخرجات الضوئية العالية أو طاقة الخرج العالية للغاية.
يمكن تحقيقه باستخدام بنية بصرية بسيطة ، وبالتالي فإن نموذج الطلب بسيط للغاية (كما هو موضح في الشكل أدناه).
يمكن تخفيض التكلفة الإجمالية للمضخات بشكل كبير.
منتجات من نوع وحدة المضخمات الضوئية عالية الطاقة من FOCC - تتميز سلسلة FTTH-EYDFA بقدرة خرج عالية (17-26 ديسيبل) ، وشخصية منخفضة الضوضاء (أقل من 6 ديسيبل @ 1550 نانومتر ، وإدخال 5 ديسيبل) ، وطول واسع من الطول الموجي للعمل (1540-1565 نانومتر) ، تحكم مرن ، موثوقية عالية ، إلخ. تقترب طاقة الإخراج للمكبر البصري عالي الطاقة من 32 ديسيبل في المختبر.
استنتاج
كما هو متوقع ، فإن التطبيقات الواسعة لمكبرات الصوت الضوئية فائقة الطاقة (EYDFA) سيكون لها تأثير عميق على تطوير الاتصالات البصرية ، كما أن توقعات السوق وفعاليته في الاتجاه الاقتصادي والاجتماعي تمثل اتجاهًا جيدًا.