Ειδικές οδηγίες για ενισχυτή οπτικών ινών με πρόσμιξη ερβίου (Οπτικός ενισχυτής EDFA)
Έχετε αγοράσει έναενισχυτής οπτικών ινών με πρόσμιξη ερβίου(Οπτικός Ενισχυτής EDFA) με προδιαγραφή κέρδους 30dB και ισχύ εξόδου κορεσμού +20dBm.
Συνδέστε μια είσοδο φωτός 0dBm και διαβάστε μια έξοδο +27dBm. Μπορείτε να υπολογίσετε ότι 30-3=27, και το κέρδος δεν αποτελεί πρόβλημα.
Τι γίνεται όμως αν εισάγετε -20dBm; Το ονομαστικό κέρδος των 30dB σημαίνει ότι η έξοδος θα πρέπει να είναι +10dBm, αλλά η πραγματική μέτρηση είναι μόνο +7dBm – 3dB λιγότερο. Αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα ποιότητας. Τα 30dB είναι το μικρό κέρδος σήματος, ενώ ο θόρυβος ASE και η τιμή θορύβου καταναλώνουν το κέρδος σας. Στην πραγματικότητα, το μετρούμενο κέρδος συχνά πέφτει κάτω από το ονομαστικό κέρδος, γεγονός που διευκρινίζει ότι αυτό το φαινόμενο δεν είναι ζήτημα ποιότητας του εξοπλισμού, αλλά καθορίζεται μάλλον από τον μηχανισμό λειτουργίας του ενισχυτή.
Μικρό κέρδος σήματος ≠ πραγματικό κέρδος:
1. Βασική αντίφαση: Το κέρδος που αναγράφεται στο φύλλο προδιαγραφών (π.χ. 30dB) είναι ένα μικρό κέρδος σήματος, το οποίο είναι η ιδανική τιμή μέτρησης όταν η ισχύς του σήματος εισόδου είναι πολύ χαμηλή (π.χ. -20~-30dBm) και στην ονομαστική ισχύ της αντλίας. Αυτό δεν ισούται με το πραγματικό κέρδος όταν η ισχύς του σήματος εισόδου είναι υψηλή σε πρακτικές εφαρμογές.
2. Ο κύριος λόγος για τη μείωση του κέρδους:
2.1 Κορεσμός κέρδους: Καθώς αυξάνεται η ισχύς του σήματος εισόδου, το EDFAΟπτικός ενισχυτήςεισέρχεται στην περιοχή κορεσμού, με αποτέλεσμα το κέρδος να μειωθεί από τη μέγιστη τιμή του.
2.2 Εκτροπή θορύβου ASE: Ο ενισχυμένος θόρυβος αυθόρμητης εκπομπής (ASE) ανταγωνίζεται το φως σήματος και καταναλώνει περιορισμένη ισχύ αντλίας. Όσο ισχυρότερος είναι ο θόρυβος ASE, τόσο χαμηλότερο είναι το αποτελεσματικό κέρδος που χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του φωτός σήματος. Αυτός είναι ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους το μετρούμενο κέρδος είναι χαμηλότερο από την ονομαστική τιμή.
2.3 Ποσοτική σχέση: Όσο υψηλότερη είναι η ισχύς του σήματος εισόδου, τόσο μεγαλύτερη είναι η συμπίεση του πραγματικού κέρδους (G_actual) σε σύγκριση με το μικρό κέρδος σήματος (G_small). Το ποσό συμπίεσης προέρχεται κυρίως από τη συμπίεση κορεσμού (ΔG_sat) και το κέρδος από την κατανάλωση θορύβου ASE (ΔG_ASE). Για παράδειγμα, όταν η ισχύς εισόδου είναι 0dBm, είναι σύνηθες το μετρούμενο κέρδος να είναι περισσότερο από 3dB χαμηλότερο από την ονομαστική τιμή.
3. Προτάσεις για την πρακτική της μηχανικής:
3.1 Προϋπολογισμός σύνδεσης: Το μικρό κέρδος σήματος δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται απευθείας για τον υπολογισμό, αλλά θα πρέπει να υιοθετηθεί ένας πιο ρεαλιστικός τύπος προϋπολογισμού σύνδεσης:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (περιθώριο ασφαλείας)
Μεταξύ αυτών, το NF είναι η τιμή θορύβου (τυπική τιμή 4-6dB).
3.2 Αντίστροφη βαθμονόμηση: Εάν η μετρούμενη ισχύς εξόδου δεν ταιριάζει με τον προϋπολογισμό του τύπου, ο τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του πραγματικού αριθμού θορύβου συστήματος (NF) αντίστροφα, επιτρέποντας έτσι πιο ακριβή σχεδιασμό και βαθμονόμηση συνδέσμων.
Συμπέρασμα: Κατά την αξιολόγηση και τη χρήσηEDFAΟι μηχανικοί οπτικού ενισχυτή πρέπει να δώσουν προσοχή στην ισχύ του σήματος εισόδου τους και να κατανοήσουν τα χαρακτηριστικά της συμπίεσης κέρδους υπό συνθήκες υψηλού σήματος. Κατά το σχεδιασμό της σύνδεσης, ο προϋπολογισμός θα πρέπει να βασίζεται στην πραγματική ισχύ εισόδου και στους μηχανικούς τύπους που περιλαμβάνουν τον συντελεστή θορύβου και το περιθώριο ασφαλείας, αντί να βασίζεται απλώς στην ονομαστική τιμή του μικρού κέρδους σήματος στο φύλλο προδιαγραφών. Αφού παραλάβετε τον οπτικό ενισχυτή EDFA, ρωτήστε πρώτα ποια είναι η ισχύς εισόδου και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τον τύπο προϋπολογισμού σύνδεσης για να υπολογίσετε την αναμενόμενη έξοδο. Μην χρησιμοποιείτε μικρό κέρδος σήματος για πλήρη προϋπολογισμό ισχύος.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Απριλίου 2026