Posebna uputstva za erbijem dopirano optičko pojačalo (EDFA optičko pojačalo)

Posebna uputstva za pojačalo s vlaknima dopiranim erbijem (EDFA optički pojačavač)
Kupili stepojačalo s vlaknima dopiranim erbijem(EDFA optički pojačavač) sa specifikacijom pojačanja od 30dB i izlaznom snagom zasićenja od +20dBm.
Spojite ulazno svjetlo od 0dBm i očitajte izlaz od +27dBm. Možete izračunati da je 30-3=27 i pojačanje nije problem.
Ali šta ako unesete -20dBm? Nominalno pojačanje od 30dB znači da bi izlaz trebao biti +10dBm, ali stvarno mjerenje je samo +7dBm – punih 3dB manje. Ovo nije problem kvalitete. 30dB je malo pojačanje signala, dok ASE šum i faktor šuma troše vaše pojačanje. U stvari, izmjereno pojačanje često pada ispod nominalnog pojačanja, što pojašnjava da ovaj fenomen nije problem kvalitete opreme, već je određen radnim mehanizmom pojačala.

Malo pojačanje signala ≠ stvarno pojačanje:

1. Osnovna kontradikcija: Pojačanje navedeno u specifikaciji (npr. 30dB) je malo pojačanje signala, što je idealna mjerna vrijednost kada je ulazna snaga signala vrlo niska (npr. -20~-30dBm) i pri nazivnoj snazi ​​pumpe. Ovo nije jednako stvarnom pojačanju kada je ulazna snaga signala visoka u praktičnim primjenama.
2. Glavni razlog smanjenja dobitka:
2.1 Zasićenje pojačanja: Kako se snaga ulaznog signala povećava, EDFAOptički pojačavačulazi u područje zasićenja, uzrokujući smanjenje pojačanja s maksimalne vrijednosti.
2.2 Preusmjeravanje ASE šuma: Pojačani šum spontane emisije (ASE) konkurira signalnoj svjetlosti i troši ograničenu snagu pumpe. Što je jači ASE šum, to je niže efektivno pojačanje koje se koristi za pojačavanje signalne svjetlosti. Ovo je jedan od osnovnih razloga zašto je izmjereno pojačanje niže od nominalne vrijednosti.
2.3 Kvantitativni odnos: Što je veća snaga ulaznog signala, to je veća kompresija stvarnog pojačanja (G_actual) u poređenju sa pojačanjem malog signala (G_small). Količina kompresije uglavnom dolazi od kompresije zasićenja (Δ G_sat) i pojačanja od potrošnje šuma ASE (Δ G_ASE). Na primjer, kada je ulazna snaga 0dBm, uobičajeno je da izmjereno pojačanje bude više od 3dB niže od nominalne vrijednosti.
3. Prijedlozi za inženjersku praksu:
3.1 Budžet linka: Malo pojačanje signala ne bi trebalo direktno koristiti za proračun, već bi trebalo usvojiti realniju formulu za budžet linka:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (sigurnosna margina)
Među njima, NF je faktor šuma (tipična vrijednost 4-6 dB).
3.2 Obrnuta kalibracija: Ako izmjerena izlazna snaga ne odgovara budžetu formule, formula se može koristiti za izračunavanje stvarne brojke šuma sistema (NF) u obrnutom smjeru, što omogućava precizniji dizajn i kalibraciju veze.

Zaključak: Prilikom procjene i korištenjaEDFAKod optičkog pojačala, inženjeri trebaju obratiti pažnju na snagu ulaznog signala i razumjeti karakteristike kompresije pojačanja u uslovima visokog signala. Prilikom projektovanja veze, budžet treba da se zasniva na stvarnoj ulaznoj snazi ​​i inženjerskim formulama koje uključuju faktor šuma i sigurnosnu marginu, umjesto da se jednostavno oslanjaju na nominalnu vrijednost malog pojačanja signala na specifikacijskom listu. Nakon što primite EDFA optičko pojačalo, prvo pitajte koja je ulazna snaga, a zatim koristite formulu za budžet veze da izračunate očekivani izlaz. Nemojte koristiti malo pojačanje signala za budžetiranje pune snage.