Описание: Усилитель на основе волокна, легированного эрбиемОптический усилитель EDFA
Усилитель на оптическом волокне, легированном эрбием (ЭДФА, то есть оптический усилитель сигнала с легированием Er3+ в сердечнике волокна через сигнал) – первый оптический усилитель, разработанный Университетом Саутгемптона в 1985 году, и одно из величайших изобретений в области оптоволоконной связи. Эрбиевое волокно – это разновидность волокна с небольшим количеством ионов редкоземельного элемента эрбия (Er) в кварцевом волокне, которое является сердцевинойУсилитель на волокне, легированном эрбиемС конца 1980-х годов были достигнуты значительные успехи в исследовании усилителей на основе волокон, легированных эрбием. Технология WDM значительно увеличила пропускную способность оптоволоконной связи. Это наиболее широко используемый оптический усилитель в волоконно-оптической связи.
Применение: Оптоволоконный усилитель — это оптическое усилительное устройство, которое напрямую усиливает оптический сигнал в волоконно-оптических системах связи. В системах связи, использующих оптоволокно, эта технология позволяет напрямую усиливать оптический сигнал без преобразования его в электрический. Усилитель на основе эрбиевого волокна (EDFA Optical Amplifier, то есть усилитель оптического сигнала с ионами эрбия Er3+ в сердечнике волокна) — первый оптический усилитель, разработанный Университетом Саутгемптона (Великобритания) и Университетом Тохоку (Япония). Это одно из величайших изобретений в области волоконно-оптической связи. Эрбиевое волокно — это кварцевое волокно с небольшим количеством ионов редкоземельного элемента эрбия (Er), которое является сердцевиной эрбиевого волоконно-оптического усилителя. С конца 1980-х годов в исследованиях усилителей на основе эрбиевого волокна был достигнут значительный прорыв. Технология WDM значительно увеличила пропускную способность волоконно-оптической связи. Это наиболее широко используемый оптический усилитель в волоконно-оптической связи.
Основной параметр
Название слова: Усилитель на волокне, легированном эрбием
Связанный термин:Оптический усилитель
Кварцевое волокно, легированное редкоземельными элементами (такими как Nd, Er, Pr, Tm и т. д.), может образовывать многоуровневую лазерную систему и напрямую усиливать входной световой сигнал под действием света накачки. После обеспечения соответствующей обратной связи формируется волоконный лазер. Рабочая длина волны усилителя, легированного неодимом, составляет 1060 нм и 1330 нм, но его разработка и применение ограничены из-за отклонения от оптимального порта волоконной связи и некоторых других причин. Рабочие длины волн EDFA и PDFA находятся в окне наименьших потерь (1550 нм) и нулевой дисперсии (1300 нм) волоконно-оптической связи соответственно, а TDFA работает в S-диапазоне, что очень подходит для приложений систем волоконной связи. Особенно EDFA, наиболее быстро развивающийся, оказался практичным.
На основе разработки волокон, легированных эрбием, продолжает появляться множество новых волоконных усилителей. Например, двухдиапазонный волоконный усилитель (DBFA) на основе волокон, легированных эрбием, представляет собой широкополосный оптический усилитель, способный охватывать практически всю полосу пропускания спектрального уплотнения (WDM). Аналогичным продуктом является сверхширокополосный оптический усилитель (UWOA), который имеет полосу покрытия, достаточную для усиления до 100 каналов в одном волокне.
Практическое применение
Применение усилителя на основе волокна, легированного эрбием (усилитель EDFA) в традиционной оптоволоконной цифровой системе связи позволяет сэкономить большое количество оптических ретрансляторов, а также значительно увеличить расстояние ретрансляции, что имеет большое значение для кабельных магистральных систем большой протяженности.
Основные области его применения:
1. Может использоваться в качестве усилителя сигнала на расстоянии. Традиционные электронные волоконно-оптические повторители имеют множество ограничений. Например, при преобразовании цифрового и аналогового сигналов ретранслятор должен быть соответствующим образом заменен; при переходе оборудования с низкой скорости на высокую скорость ретранслятор должен быть соответствующим образом заменен. Передача только одной длины волны светового сигнала, а его структура сложна, дорога и т. д. Усилители на основе эрбиевого волокна лишены этих недостатков: их не только не нужно менять при смене режима сигнала, но и не нужно заменять при расширении оборудования или использовании для оптического мультиплексирования с разделением по длине волны.
2. Может использоваться в качестве постусилителя оптического передатчика и предусилителя оптического приёмника. В качестве постусилителя оптического передатчика мощность излучения лазера может быть увеличена от 0 дБ до +10 дБ. При использовании в качестве предусилителя оптического приёмника его чувствительность также может быть значительно повышена. Таким образом, на линии устанавливается всего 1-2 усилителя на основе эрбия, что позволяет увеличить дальность передачи сигнала на 100-200 км.
Кроме того, усилитель на волокне, легированном эрбием (Усилитель EDFA) для решения этой проблемы. Уникальные преимущества усилителей на основе эрбиевого волокна признаны во всем мире и находят все более широкое применение. Однако усилители на основе эрбиевого волокна также имеют некоторые ограничения. Например, при дальней связи невозможно обеспечить связь в прямом и обратном направлении, затрудняется связь со станцией, затрудняется обнаружение неисправностей, а срок службы источника накачки невелик. Постоянное развитие технологий оптоволоконной связи позволит успешно решить эти проблемы.
Время публикации: 14 марта 2025 г.