Приложения на EDFA: Ръководство за внедряване на бустер, в-линия и пред-усилвател

 

Започнете с проблема с диапазона, а не с името на усилвателя

 

Надеждното решение за EDFA започва от загубата на обхват, а не от етикета на усилвателя. Маршрут от 100 км в един-режим при около 0,2 dB/km вече консумира около 20 dB, преди да се добавят загуба на конектор, пач панели, загуба на вмъкване на MUX/DEMUX, компенсация на дисперсия, марж на стареене и марж на ремонт. На практика, след като общата планирана загуба се придвижи към 25–30 dB, ние обикновено спираме да третираме EDFA като допълнителен аксесоар и започваме да проверяваме дали е необходимо поставяне на усилвател, в -линия или пред-усилвател.

 

EDFA е привлекателен, защото поддържа оптично усилване на сигнала без OEO регенерация. Вместо да преобразува всяка дължина на вълната в електрически сигнал и обратно, един оптичен усилвател може да създаде цяла група канали в C-лента, поради което EDFA приложенията станаха централни за WDM и DWDM транспорта.

 

Но това заключение е валидно само когато оригиналният сигнал все още има използваем OSNR. EDFA не коригира дисперсия, мръсни конектори, лошо планиране на мощността при стартиране, лошо балансиране на канали или несъответствие на приемника. Той дава на връзката повече оптична мощност и променя OSNR профила. Дали това помага или вреди зависи от това къде е инсталиран усилвателят и колко близо е системата вече до нивото на шума.

 

Нашата практическа позиция е ясна: за B2B DWDM снабдяване „високото усилване“ не е автоматично по-добро. Правилно поставен 17–23 dB EDFA с контролирана изходна мощност и подходяща стойност на шума обикновено е по-ценен от прекалено голям усилвател, който тласка връзката към нелинейни ефекти, наклон на усилване или риск за безопасността.

 

Усилвател, в-линия или пред-усилвател: логиката на внедряване

 

Най-простата карта на приложенията на EDFA има три позиции, но всяка решава различен проблем. Третирането им като взаимозаменяеми е една от често срещаните грешки при дълго-планирането на DWDM.

 

позиция на EDFA	Където седи	Основна работа	Типичен приоритет	Често срещана грешка
Бустер EDFA	След предавател, транспондер, MUX или изход за превключване	Повишава мощността на изстрелване в участъка на влакното	Висока изходна мощност, стабилно усилване, равномерност на каналите	Използване на твърде много стартова мощност и създаване на нелинейни наказания
В-лайн EDFA	Между две участъци от влакна или на междинно място	Компенсира загубата на обхват, преди сигналът да падне твърде близо до нивото на шума	Балансирано усилване, ниско ниво на шум, дистанционно наблюдение	Поставяне твърде късно, след което усилване на шума със слабия сигнал
Пред{0}}усилвател EDFA	Преди вход на приемник, DEMUX или кохерентен приемник	Повдига слабите сигнали преди откриване	Ниска стойност на шума, поддръжка на чувствителността на приемника	Очаква се пред-усилвател да поправи лош OSNR, който вече е бил загубен нагоре по веригата

 

Бустер EDFA обикновено се използва, когато сигналът от-страната на предавателя вече е загубил захранване чрез пасивни компоненти. В DWDM система само MUX може да консумира няколко dB, а комбинираната канална група трябва да влезе във влакното с достатъчно мощност, за да оцелее при първия обхват. Бустер EDFA за DWDM обикновено се нуждае от висока изходна мощност и добра равномерност на усилването, докато ултра-ниският шум е по-малко критичен, отколкото в усилвател от-страна на приемане, тъй като входният сигнал все още е относително силен.

 

Линеен-EDFA се използва, когато маршрутът е с твърде големи загуби за само-усилване на крайна точка. Като полево правило участъците от 80–100 km често се нуждаят от линейна-проверка и прагът се премества по-рано, ако загубата при вмъкване на MUX/DEMUX, загубата при преминаване-OADM, броят на снаждането или старите корекции вече консумират 5 dB или повече, преди затихването на влакното да бъде напълно отчетено. Точната точка все още се нуждае от карта на връзката, но преценката по подразбиране не трябва да бъде „зависи“. Трябва да бъде: изчислете-разположението на линията, преди сигналът да падне твърде близо до нивото на шума.

 

Предварителен усилвател EDFA се намира близо до приемащата страна и е избран за ниско ниво на шум. Неговата работа не е да „прави всичко мощно“. Неговата задача е да повдигне слаб, но все още използваем оптичен сигнал преди откриването на приемника. Ето защо изпомпването от 980 nm често се предпочита при ниско-шумни EDFA конструкции. RP Photonics отбелязва, че EDFA обикновено използват дължини на вълната на помпата около 980 nm и 1480 nm, като изпомпването на 980 nm често се свързва с ниско{10}}работа на шума в дизайните на пред-усилвателя (RP фотоника).

 

 

Решението може да се промени в крайни случаи. Ако 80-километров маршрут загуби по-голямата част от резерва си от страна на предавателя поради пасивен MUX, усилвател може да реши основния бюджетен проблем. Ако същият маршрут е слаб след загуба на DEMUX, пред-усилвателят може да има по-голямо значение. Ако общата загуба на обхват надхвърли около 25–30 dB, разчитането само на пред-усилвател от далечния край често е твърде късно, тъй като OSNR може вече да е повреден нагоре по веригата. Ето защо искаме пълната загуба на влакно, пасивната загуба и прага на приемника, преди да препоръчаме усилвател,-линеен EDFA или пред-усилвател EDFA.

 

За по-задълбочено сравнение на поведението на EDFA, SOA и Raman при различни системни ограничения, можете също да прегледате нашитеСравнение на EDFA, SOA и Raman оптичен усилвател.

 

EDFA приложения по реален мрежов сценарий

 

EDFA приложенията изглеждат различно в подводна опорна мрежа, DWDM пръстен на метрото, дистрибуторска мрежа за CATV и 5G обратен маршрут. Принципът на усилвателя е подобен, но рискът от внедряването не е такъв.

 

Подводница EDFA за-DWDM връзки на дълги разстояния

 

При системите за подводници и-за дълги разстояния твърдото число има значение. Повтарящите се подводни проекти могат да оценят оптичното усилване около интервали от 50–100 km, но точното разстояние зависи от загубата на влакна, целевия капацитет, ограниченията на захранването, дизайна на ретранслатора и резерва на системата. Ръководството за проектиране на подводни кабели на ITU-T също обсъжда конфигурации на-лазер с излишни помпи и изчисления за надеждност на 25-години за подводни ретранслатори, поради което решенията за подводни EDFA са по-малко свързани с просто усилване и повече с дългосрочна надеждност (ITU-T G.Suppl.41).

 

За наземни връзки на дълги{0}}разстояния междинните усилватели са по-лесни за достъп, но разстоянието все още е ограничено от хижи, захранване, права за оптични маршрути и дизайн на защита. Полезното правило е следното:-планирането на EDFA на дълги разстояния трябва да защитава OSNR преди да се срине, а не след това. Ако се добави усилвател само след като сигналът стане твърде слаб, той повишава както сигнала, така и натрупания шум. Ето защо поставянето на-ред EDFA е решение-дизайн на връзка, а не последваща мисъл за покупка.

 

Metro EDFA за DWDM пръстени и регионални мрежи

 

40-километров DWDM пръстен на метрото все още може да се нуждае от усилване, ако пасивните компоненти изядат бюджета преди влакното. ROADM, OADM, пач панелите, MUX/DEMUX модулите и остарелите конектори могат да консумират достатъчно марж, така че разстоянието само по себе си да се превърне в подвеждащ индикатор.

 

Това е мястото, където много метро EDFA приложения стават по-фини. В чист диапазон от точка-до-точка решението на EDFA може да изглежда лесно. В пръстен с възли за добавяне/изпускане и защитно превключване, натоварването на канала се променя по-често и усилвателят трябва да остане стабилен, когато се добавят, премахват или пренасочват дължини на вълните.

 

EDFA за DCI и 40–120 km Campus Links

 

Проектите на DCI обикновено се грижат за предсказуемо внедряване, компактен форм-фактор, бърза доставка и съвместимост с оптика със 100G, 200G, 400G или по-висока -скорост. За 40–120 км DCI или транспорт-до-кампус типично приложение на EDFA е да се разшири бюджетът за захранване на връзката на DWDM или OTN система, без да се изгражда сайт за пълно регенериране.

 

Внедряване на CATV EDFA усилвател

 

CATV EDFA усилвател често се оценява първо по изходната мощност, но точката на повреда често е конекторът, а не шасито на усилвателя. Разпределението на висока-мощност надолу по веригата може да захранва множество оптични възли от една централна станция, така че изходът на порт, балансът на портовете, почистването на конектора и контролът на отражението имат значение колкото общия dBm.

 

CATV EDFA трябва да бъде оценен за изходна мощност, брой портове, плоскост, въздействие от-към-шум и стабилност в работния диапазон на дължина на вълната. Грешният избор е да се съсредоточите само върху общата изходна мощност, като същевременно пренебрегнете баланса на-порта и чистотата на конектора.

 

5G Backhaul EDFA за агрегиране на достъп

 

В 5G backhaul предположението по подразбиране не трябва да бъде „използване на най-мощния бустер“. Загубите често се концентрират около пасивното разпределение, корекцията на корпуса и агрегирането на достъп от-от страната на приемника, така че поставянето на компактен пред-усилвател EDFA или умерен бустер EDFA често е по-практично от високо-енергийно устройство, поставено във всеки маршрут.

 

L-Band EDFA за разширяване на капацитета

 

Когато C-честотна система се доближи до капацитета на своя канал, операторите могат да оценят L-разширяване на честотната лента или проекти за хибридно усилване. EDFA може да поддържа варианти на C-лента и L-лента, но профилът на усилване, поведението на шума и дизайнът на усилвателя не са идентични.

 

Клопките, които никой не поставя в листа с данни

 

Високо{0}}разгръщането на EDFA с висока мощност има безопасност и надеждност, които много продуктови страници пропускат. Това не е просто законово внимание. Това засяга живота на съединителя, поддръжката на място, стабилността на обслужване и защитата на оборудването.

 

 

Първият риск е предпазител от влакна. RP Photonics описва сливането на влакна като разрушителен ефект, при който горещата плазма се разпространява обратно през сърцевината на влакното и може да възникне в стандартно едно-модово влакно при изненадващо ниски нива на мощност, понякога под 1 W. Той също така отбелязва, че усилвателите с влакна с висока-мощност са особено изложени на риск и се нуждаят от подходящи мерки за надеждност (RP фотоника).

 

Вторият риск е замърсяване на края-на конектора. MicroCare обяснява, че високо{2}}мощните лазери могат да повредят оптичните мрежи, когато замърсяването на края на влакното абсорбира оптична енергия, преобразува я в топлина и повреди стъклото; също така отбелязва, че повредата може да се простира отвъд зоната на конектора във влакното (MicroCare).

 

Как да спецификирате и да намерите правилния EDFA

 

Спецификацията на добър усилвател с-влакна с добавка на ербий трябва да бъде написана от връзката назад. Започнете с целта за обхват, пасивна загуба, тип влакно, план на канала, тип трансивър, праг на приемника и изискване за OSNR. След това определете позицията на усилвателя.

 

Спецификация елемент	Защо има значение в приложенията на EDFA
Оперативна лента	Потвърждава съвместимостта на C-лента, L-лента или разширена-честотна лента с плана за канал
Обхват на усилване	Определя дали усилвателят може да компенсира действителната загуба на връзка, без да превишава обхвата
Изходна мощност	Важен за усилватели и разпространение на CATV, но трябва да бъде балансиран срещу нелинейни и рискове за безопасността
Фигура на шума	Критичен за пред-усилватели,-линейни местоположения и-запазване на OSNR на дълги разстояния
Спечелете плоскост	Предотвратява дисбаланс на дължината на вълната в много-канални DWDM системи
Диапазон на входната мощност	Осигурява стабилна работа при реалистично натоварване на канала
Режим на управление	AGC, APC или други режими влияят върху промените в канала на живо и преходното поведение
Функции за безопасност	Изключването на помпата, алармите и намаляването на мощността защитават хората, конекторите и оборудването
Интерфейс за управление	SNMP, уеб, сериен или други интерфейси помагат на екипите на NOC да наблюдават здравето на усилвателя
Екологичен дизайн	Алармите за охлаждане, захранване и температура влияят-на дългосрочната стабилност

 

За B2B поръчки червеното знаме не е ниска цена сама по себе си. Червеният флаг е доставчик, който не може да обясни защо EDFA трябва да бъде бустер, в-линейно устройство или пред-усилвател за точния ви маршрут. Ако отговорът е само „по-високата изходна мощност е по-безопасна“, предложението не е готово за одобрение.

 

FB-LINK произвежда оптични модули от 2008 г. и поддържа DWDM, DCI и дълго-оптични проекти с чиста производствена среда от 1600㎡, 200+ персонал, ROHS-съвместими процеси и опит в обслужването на 180+ клиенти. При снабдяването с EDFA полезната част от тази информация не е само размерът на компанията; това е способността да се преглеждат заедно оптичните модули, загубата на MUX/DEMUX, целите на обхвата на DCI/OTN и разположението на усилвателя, вместо да се цитира всеки елемент поотделно.

 

Ако планирате 80 km, 120 km или персонализиран DWDM обхват, изпратете загубата на влакно, загубата на MUX/DEMUX, броя на дължините на вълната и типа на трансивъра. Можем да помогнем за съчетаване на конфигурации на усилвател, в-линия или пред-усилвател от нашитеПродуктова гама оптичен усилвател EDFAтака че устройството да не е прекалено голямо, недо{0}}специфицирано или поставено там, където не може да защити OSNR.

 

ЧЗВ