Спеціальні інструкції для волоконного підсилювача, легованого ербієм (оптичний підсилювач EDFA)

Спеціальні інструкції для волоконного підсилювача, легованого ербієм (Оптичний підсилювач EDFA)
Ви придбаливолоконний підсилювач, легований ербієм(Оптичний підсилювач EDFA) з коефіцієнтом посилення 30 дБ та вихідною потужністю насичення +20 дБм.
Підключіть вхідний індикатор 0 дБм і зчитайте вихідний результат +27 дБм. Можна розрахувати, що 30-3 = 27, і коефіцієнт посилення не є проблемою.
Але що, якщо ви вводите -20 дБм? Номінальне підсилення 30 дБ означає, що вихідний сигнал має бути +10 дБм, але фактичне вимірювання становить лише +7 дБм – на цілих 3 дБ менше. Це не є проблемою якості. 30 дБ – це невелике підсилення сигналу, тоді як шум ASE та коефіцієнт шуму споживають ваше підсилення. Фактично, виміряне підсилення часто падає нижче номінального, що пояснює, що це явище не є проблемою якості обладнання, а визначається механізмом роботи підсилювача.

Малий коефіцієнт посилення сигналу ≠ фактичний коефіцієнт посилення:

1. Основна суперечність: Коефіцієнт підсилення, зазначений у специфікації (наприклад, 30 дБ), є невеликим коефіцієнтом підсилення сигналу, що є ідеальним значенням вимірювання, коли потужність вхідного сигналу дуже низька (наприклад, -20~-30 дБм) та при номінальній потужності накачування. У практичних застосуваннях це не дорівнює фактичному коефіцієнту підсилення, коли потужність вхідного сигналу висока.
2. Основна причина зменшення коефіцієнта приросту:
2.1 Насичення коефіцієнта посилення: Зі збільшенням потужності вхідного сигналу EDFAОптичний підсилювачпотрапляє в область насичення, що призводить до зменшення коефіцієнта підсилення від його максимального значення.
2.2 Відхилення шуму ASE: Шум підсиленого спонтанного випромінювання (ASE) конкурує зі світловим сигналом і споживає обмежену потужність накачування. Чим сильніший шум ASE, тим нижчий ефективний коефіцієнт підсилення, що використовується для підсилення світлового сигналу. Це одна з основних причин, чому виміряне підсилення нижче номінального значення.
2.3 Кількісний зв'язок: Чим вища потужність вхідного сигналу, тим більше стиснення фактичного коефіцієнта підсилення (G_actual) порівняно з коефіцієнтом підсилення малого сигналу (G_small). Ступінь стиснення в основному походить від стиснення насичення (Δ G_sat) та коефіцієнта підсилення від споживання шуму ASE (Δ G_ASE). Наприклад, коли вхідна потужність становить 0 дБм, виміряне коефіцієнт підсилення зазвичай більш ніж на 3 дБ нижче за номінальне значення.
3. Пропозиції щодо інженерної практики:
3.1 Бюджет каналу: Невеликий коефіцієнт посилення сигналу не слід безпосередньо використовувати для розрахунку, а слід застосувати більш реалістичну формулу бюджету каналу:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (запас міцності)
Серед них NF – це коефіцієнт шуму (типове значення 4-6 дБ).
3.2 Зворотне калібрування: Якщо виміряна вихідна потужність не відповідає бюджету за формулою, формулу можна використовувати для розрахунку фактичного коефіцієнта шуму системи (NF) у зворотному порядку, що дозволяє точніше проектувати та калібрувати канал.

Висновок: Під час оцінювання та використанняЕДФАІнженерам оптичного підсилювача необхідно звертати увагу на потужність вхідного сигналу та розуміти характеристики стиснення посилення в умовах високого сигналу. Під час проектування з'єднання бюджет повинен базуватися на фактичній вхідній потужності та інженерних формулах, що включають коефіцієнт шуму та запас міцності, а не просто покладатися на номінальне значення малого коефіцієнта посилення сигналу в технічних характеристиках. Після отримання оптичного підсилювача EDFA спочатку запитайте, яка вхідна потужність, а потім використовуйте формулу бюджету з'єднання для розрахунку очікуваного вихідного сигналу. Не використовуйте малого коефіцієнта посилення сигналу для повного бюджетування потужності.