1550nm EDFA Fiber amplificador: Tecnologia -chave e desenvolvimento futuro da rede de comunicação óptica

Nos modernos sistemas de comunicação óptica, a fim de superar o problema de atenuação dos sinais ópticos na transmissão de longa distância, o uso de amplificadores ópticos tornou-se a tecnologia convencional. Entre eles, o EDFA de 1550nm (amplificador de fibra dopado com erbio) é o mais comum e amplamente utilizado. Como o comprimento de onda de 1550 nm está na janela de baixa perda de comunicação de fibra óptica, a tecnologia EDFA pode aumentar bastante a distância de transmissão de sinal e se tornar um dispositivo importante nas redes de comunicação óptica.
O EDFA é um amplificador óptico baseado em fibra dopada com erbio (EDF). Seu principal princípio de trabalho é excitar íons dopados com erbio através de lasers da bomba para amplificar os sinais ópticos de entrada dentro da faixa de comprimento de onda de 1550 nm. O processo específico é o seguinte:
Excitação da bomba: O EDFA geralmente usa um laser de bomba de 980 nm ou 1480nm para fornecer energia.
Transição do nível de energia: A luz da bomba excita íons dopados com erbio, fazendo com que eles passem do estado fundamental para um alto nível de energia e permaneçam em um estado excitado.
Amplificação de radiação estimulada: Quando a luz de sinal de 1550 nm passa através da fibra dopada com erbio, os íons excitados do dopado de erbio emitem fótons por radiação estimulada, aumentando assim a intensidade da luz do sinal e atingindo a amplificação do sinal óptico.
Esse mecanismo de amplificação óptica do EDFA não exige que o sinal seja convertido em um sinal elétrico, por isso tem as vantagens de alto ganho, baixo ruído e amplificação de banda larga e é muito adequado para sistemas de comunicação óptica de grande capacidade.
Alto ganho e alta potência de saída saturada
O EDFA fornece alto ganho na faixa de comprimento de onda de 1550 nm (geralmente até 20-40dB), que pode efetivamente compensar a perda na transmissão de fibra óptica de longa distância.
A potência de saída geralmente pode atingir 10dBm a 30dBm, adequada para uma variedade de aplicativos de rede óptica.
Figura de baixo ruído (NF)
Devido às características estimuladas de emissão dos íons dopados com erbio, o EDFA tem um valor de baixo ruído (o valor típico é de cerca de 4,5-6dB), o que ajuda a manter a qualidade dos sinais ópticos.
Amplificação de banda larga
A largura de banda de ganho de Amplificador óptico EDFA de 1550nm Geralmente pode cobrir o sistema de 1530nm-1565nm (banda C) ou 1570nm-1605nm (L), que é adequado para o sistema WDM (multiplexação da divisão de comprimento de onda) para obter amplificação simultânea de sinais de comprimento de onda múltipla.
Amplificação totalmente óptica, nenhuma conversão fotoelétrica necessária
O EDFA pode amplificar diretamente os sinais ópticos sem convertê -los em sinais elétricos e remodulá -los, reduzindo a complexidade do sistema e o consumo de energia e melhorando a eficiência da transmissão.

Alta confiabilidade e baixo custo de manutenção
Como o EDFA usa fibra óptica como meio de ganho e não possui componentes de amplificação eletrônica complexos dentro, ela tem uma vida longa e alta estabilidade e é amplamente utilizada em sistemas de comunicação de fibra óptica de longa distância.
1. Comunicação de fibra óptica de longa distância
Nos sistemas de comunicação de fibra óptica, os sinais atenuam devido à perda de fibra óptica durante a transmissão. O EDFA pode ser usado como um amplificador de relé na linha de tronco de fibra, permitindo que o sinal seja transmitido centenas ou até milhares de quilômetros sem perda, e é amplamente utilizado em:
Rede de backbone
Rede de Área Metropolitana (MAN) e Wide Area Retwork (WAN)
Sistema de comunicação a cabo submarino
2. Sistema DWDM (Multiplexação de Divisão de Comprimento de Onda Densos)
A tecnologia DWDM (multiplexação de divisão de comprimento de onda densa) permite que vários sinais de comprimento de onda sejam transmitidos na mesma fibra óptica, melhorando a taxa de utilização da fibra óptica. O EDFA pode ampliar simultaneamente vários sinais de comprimento de onda na banda C ou na banda L e é o dispositivo principal no sistema DWDM.
3. Transmissão de fibra CATV (TV a cabo)
Nas redes de fibra para casa (FTTH) e TV a cabo (CATV), o 1550nm EDFA é usado para amplificação de distribuição de sinal para suportar vários terminais de usuário para receber sinais de vídeo, áudio e dados de alta qualidade.
4. LiDAR e sensor de fibra óptica
O EDFA também é usado em sistemas de detecção de fibra óptica e lidar para fornecer poderosos recursos de amplificação óptica para detecção de longa distância e medição de alta precisão.
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de comunicação óptica, o 1550nm EDFA está se desenvolvendo para maior desempenho, menor consumo de energia e direção mais inteligente:
Tecnologia de bombeamento mais eficiente
Use o laser da bomba de 980nm de maior potência para melhorar a eficiência da amplificação e reduzir o consumo de energia.
Combinado com o algoritmo avançado de gerenciamento de bombas, pode ser alcançado um controle mais preciso de energia.
Capacidade de amplificação de banda larga
No futuro, o EDFA expandirá ainda mais a largura de banda de ganho para suportar sistemas DWDM de maior capacidade e melhorar a taxa de transferência da comunicação de fibra óptica.
Integração e miniaturização
Ao combinar com o chip integrado optoeletrônico (PIC), o EDFA mais compacto e mais integrado é desenvolvido para atender às necessidades de data centers e redes ópticas de próxima geração.
Gerenciamento inteligente e monitoramento remoto
Adote a IA e o sistema de monitoramento inteligente para realizar a regulamentação de energia em tempo real e o diagnóstico de falhas e melhorar a eficiência da operação da rede.
Como o equipamento principal no sistema de comunicação óptica, o amplificador de fibra EDFA de 1550nm desempenha um papel importante na comunicação de fibra óptica de longa distância, sistema DWDM, rede CATV e detecção de fibra óptica com seu alto ganho, baixo ruído e características de amplificação de banda larga. À medida que a demanda por comunicações ópticas continua a crescer, a tecnologia EDFA também está evoluindo. No futuro, ele se desenvolverá na direção de maior eficiência, inteligência e integração, fornecendo forte suporte ao desenvolvimento de redes ópticas globais.