ในขอบเขตของเทคโนโลยีการสื่อสารสมัยใหม่ระบบไร้สาย - แบบครบวงจรการแบ่งความยาวคลื่นแบบครบวงจร (WDM) แบบครบวงจรนั้นถือเป็นรากฐานที่สำคัญของการส่งข้อมูลสูงความเร็วสูง หัวใจของระบบดังกล่าวหลายระบบคือแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เจือเจือ (EDFA) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการตั้งค่าทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ในฐานะซัพพลายเออร์ EDFA WDM ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะเจาะลึกว่า EDFA ทำงานอย่างไรในระบบ WDM แบบรวมแบบไร้สาย
1. ภาพรวมของระบบ WDM แบบไม่ใช้งานแบบไร้สาย - ออพติคอล
ระบบไร้สาย - ระบบ WDM แบบบูรณาการแบบครบวงจรรวมข้อดีของเทคโนโลยีการสื่อสารทั้งแบบไร้สายและออปติคัล การสื่อสารแบบไร้สายนำเสนอความยืดหยุ่นและการเคลื่อนย้ายช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงเครือข่ายจากสถานที่ต่าง ๆ โดยไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลทางกายภาพ ในทางกลับกันการสื่อสารด้วยแสงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยี WDM ให้ข้อมูลที่สูงมาก - ความสามารถในการดำเนินการและความสามารถในการส่งระยะไกล
ในระบบ WDM สัญญาณออปติคัลหลายอันของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจะถูกมัลติเพล็กซ์ลงบนเส้นใยออพติคอลเดี่ยว สิ่งนี้ช่วยให้การส่งข้อมูลจำนวนมากพร้อมกันเพิ่มแบนด์วิดท์ของเส้นใยอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามเมื่อสัญญาณแสงเหล่านี้เดินทางผ่านเส้นใยพวกเขาจะได้รับการลดทอนซึ่งทำให้ความแรงของสัญญาณอ่อนแอลง นี่คือที่ EDFA เข้ามาเล่น
2. พื้นฐานของ EDFA
EDFA เป็นแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลที่ใช้เส้นใยออพติคอลที่เจือด้วย Erbium เป็นตัวกลางที่ได้รับ Erbium เป็นองค์ประกอบที่หายาก - โลกและเมื่อมันถูกเติมลงในใยแก้วนำแสงก็สามารถตื่นเต้นกับสถานะพลังงานที่สูงขึ้นโดยเลเซอร์ปั๊มภายนอก
โครงสร้างพื้นฐานของ EDFA ประกอบด้วยเส้นใยเจือเออร์เบียมเลเซอร์ปั๊มและความยาวคลื่น - มัลติเพล็กเซอร์ (WDM) โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ปั๊มจะทำงานที่ความยาวคลื่นประมาณ 980 นาโนเมตรหรือ 1480 นาโนเมตร เมื่อเลเซอร์ปั๊มปล่อยแสงเข้าไปในเส้นใยเออร์เบียม - เจือเออร์เบียมไอออนจะดูดซับโฟตอนของปั๊มและรู้สึกตื่นเต้นจากสถานะพื้นของพวกเขาไปยังสถานะพลังงานที่สูงขึ้น
3. วิธีการทำงานของ EDFA ในระบบ Wireless - ระบบ WDM แบบรวมแบบออพติคอล
อินพุตสัญญาณ
ในระบบ WDM แบบไร้สาย - แบบครบวงจรสัญญาณออปติคัลจากแหล่งที่มาต่างกันจะเป็นแบบมัลติเพล็กซ์แรกโดยใช้ WDM multiplexer สัญญาณเหล่านี้แต่ละอันที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจะถูกส่งไปยังเส้นใยออพติคอล เมื่อสัญญาณเดินทางผ่านเส้นใยพวกเขาจะค่อยๆสูญเสียพลังงานเนื่องจากการดูดซึมการกระเจิงและปัจจัยอื่น ๆ
เมื่อสัญญาณแสงที่อ่อนแอลงถึง EDFA พวกเขาจะเข้าสู่เส้นใยเจือเออร์เบียม EDFA ถูกวางไว้อย่างมีกลยุทธ์ในระบบเพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณในช่วงเวลาที่เหมาะสมตามการเชื่อมโยงไฟเบอร์
กระบวนการสูบน้ำ
เลเซอร์ปั๊มใน EDFA ปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นเฉพาะโดยปกติ 980 nm หรือ 1480 nm เมื่อแสงปั๊มถูกฉีดเข้าไปในเส้นใยเออร์เบียม - เจือเออร์เบียมไอออนจะดูดซับโฟตอนของปั๊ม กระบวนการดูดซับนี้ทำให้ Erbium ions เปลี่ยนจากสถานะพื้นดินของพวกเขา (สถานะพลังงานต่ำสุด) เป็นสภาวะที่ตื่นเต้น
สำหรับเลเซอร์ปั๊ม 980 - NM Erbium ions รู้สึกตื่นเต้นที่จะได้ระดับพลังงานที่สั้นกว่า จากระดับบนนี้พวกเขาผ่อนคลายอย่างรวดเร็วโดยไม่แผ่ออกไปสู่ระดับพลังงานที่แพร่กระจายได้ สำหรับเลเซอร์ปั๊ม 1480 - NM Erbium ions จะตื่นเต้นโดยตรงกับระดับพลังงานที่แพร่กระจายได้
การปล่อยมลพิษ
เมื่อเออร์เบียมไอออนอยู่ในระดับพลังงานที่แพร่กระจายได้พวกเขาสามารถอยู่ที่นั่นได้เป็นเวลานาน เมื่อโฟตอนสัญญาณแสงที่เข้ามาพร้อมความยาวคลื่นใน C - Band (1530 - 1565 nm) หรือ L - Band (1565 - 1625 nm) ผ่านเส้นใยเออร์เบียม - เจือมันสามารถกระตุ้นไอออนเออร์เบียมในสถานะที่สามารถเคลื่อนที่ได้ สิ่งนี้เรียกว่าการปล่อยมลพิษ
ในระหว่างการปล่อยก๊าซที่ถูกกระตุ้นโฟตอนสัญญาณที่เข้ามาจะทำให้เกิดการปล่อยโฟตอนเพิ่มเติมจาก Erbium ion ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นผลให้จำนวนโฟตอนที่ความยาวคลื่นของสัญญาณเพิ่มขึ้นและสัญญาณแสงจะถูกขยาย สัญญาณที่ขยายออกจากนั้นจะออกจาก EDFA และเดินทางต่อไปผ่านใยแก้วนำแสง
ได้รับและขยาย
กำไรของ EDFA ถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของกำลังขับต่อกำลังอินพุตของสัญญาณออปติคัล การได้รับ EDFA สามารถควบคุมได้โดยการปรับกำลังของเลเซอร์ปั๊ม พลังงานปั๊มที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะนำไปสู่การได้รับที่สูงขึ้น แต่ก็มีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นความอิ่มตัวและเสียงรบกวน
ในระบบ WDM แบบไร้สาย - แบบครบวงจร EDFA ให้อัตราขยายแบนในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลาย สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากในระบบ WDM ต้องมีสัญญาณหลายสัญญาณที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจะต้องขยายอย่างสม่ำเสมอ Flat - Gain EDFA ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณทั้งหมดในระบบ WDM จะถูกขยายให้อยู่ในระดับเดียวกันรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณมัลติเพล็กซ์
4. ข้อดีของ EDFA ในระบบไร้สาย - ระบบ WDM แบบบูรณาการแบบออพติคอล
ผลประโยชน์สูง
EDFAs สามารถให้กำไรสูงโดยทั่วไปในช่วง 20 - 40 เดซิเบล อัตราขยายที่สูงนี้ช่วยให้สัญญาณออปติคัลถูกส่งในระยะทางไกลโดยไม่สูญเสียความแรงของสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ ในระบบ WDM แบบไม่ใช้งานแบบไร้สาย - ซึ่งหมายความว่าเครือข่ายไร้สายและออปติคัลแบบรวมสามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วยการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้
เสียงรบกวนต่ำ
EDFAs มีตัวเลขเสียงรบกวนค่อนข้างต่ำซึ่งหมายความว่าพวกเขาเพิ่มเสียงรบกวนน้อยที่สุดให้กับสัญญาณที่ขยายออก เสียงรบกวนต่ำเป็นสิ่งจำเป็นในระบบการสื่อสารเพราะมั่นใจได้ว่าข้อมูลดั้งเดิมที่ดำเนินการโดยสัญญาณออปติคัลจะไม่เสียหายในระหว่างกระบวนการขยาย
แบนด์วิดท์กว้าง
EDFAS นำเสนอแบนด์วิดท์การขยายที่กว้างครอบคลุม C - Band และ L - Band แบนด์วิดท์กว้างนี้เข้ากันได้กับความยาวคลื่นหลายช่วงที่ใช้ในระบบ WDM ทำให้สามารถขยายตัวพร้อมกันของช่องแสงจำนวนมากพร้อมกัน
5. ความท้าทายและการแก้ปัญหา
ได้รับการแบน
หนึ่งในความท้าทายในการใช้ EDFA ในระบบ WDM ได้รับการแบน การเพิ่มขึ้นของ EDFA นั้นไม่แบนอย่างสมบูรณ์แบบทั่วทั้งแบนด์วิดท์การขยายทั้งหมด ในการแก้ไขปัญหานี้สามารถใช้เทคนิคการเพิ่มความแบนต่าง ๆ เช่นการใช้ Fiber Bragg Fratings หรือ Gain - Flattening Filters อุปกรณ์เหล่านี้สามารถเลือกลดทอนความยาวคลื่นด้วยอัตราขยายที่สูงขึ้นส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอในช่อง WDM
การจัดการพลังงานปั๊ม
พลังปั๊มของ EDFA จะต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวัง หากกำลังปั๊มต่ำเกินไปกำไรจะไม่เพียงพอและสัญญาณแสงอาจไม่ได้รับการขยายอย่างเพียงพอ ในทางกลับกันหากพลังงานของปั๊มสูงเกินไป EDFA อาจเข้าสู่สถานะความอิ่มตัวซึ่งอัตราขยายจะไม่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงด้วยพลังงานปั๊มอีกต่อไปและตัวเลขเสียงอาจเพิ่มขึ้นเช่นกัน อัลกอริทึมการควบคุมขั้นสูงสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานปั๊มตามเงื่อนไขสัญญาณอินพุต
6. บทบาทของเราในฐานะซัพพลายเออร์ EDFA WDM
ในฐานะซัพพลายเออร์ EDFA WDM เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการผลิตภัณฑ์ EDFA ที่มีคุณภาพสูงซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับระบบ WDM แบบบูรณาการแบบไร้สาย EDFAs ของเราให้ประสิทธิภาพการได้รับผลประโยชน์ที่ยอดเยี่ยมเสียงต่ำและการขยายแบนด์วิดท์
เราเข้าใจถึงความต้องการที่ไม่ซ้ำกันของระบบ WDM แบบครบวงจรแบบไร้สาย - และเราทำงานอย่างใกล้ชิดกับลูกค้าของเราเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของพวกเขา ไม่ว่าจะเป็นเครือข่ายท้องถิ่นขนาดเล็กหรือระบบการสื่อสารระยะยาวขนาดใหญ่ EDFA ของเราสามารถมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับของเราแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ WDM EDFAหรือจำเป็นต้องหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณสำหรับระบบ WDM แบบไร้สาย - แบบครบวงจรโปรดติดต่อเรา เราพร้อมที่จะมีการพูดคุยเชิงลึกกับคุณและจัดหาโซลูชั่นที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการในการสื่อสารของคุณ
การอ้างอิง
- Agrawal, GP (2002) ไฟเบอร์ - ระบบการสื่อสารแบบออปติก John Wiley & Sons
- Olshansky, R. , & Keck, DB (1970) การสูญเสียรังสีในท่อนำคลื่นแสงแก้ว เลนส์ประยุกต์, 9 (10), 2240 - 2252
- อาวุโส, JM (1992) การสื่อสารด้วยแสงไฟเบอร์: หลักการและการปฏิบัติ Prentice Hall