Posebne upute za erbijem dopirano optičko pojačalo (EDFA optičko pojačalo)

Posebne upute za pojačalo s vlaknima dopiranim erbijem (EDFA optičko pojačalo)
Kupili steerbijem dopirano vlaknasto pojačalo(EDFA optičko pojačalo) sa specifikacijom pojačanja od 30dB i izlaznom snagom zasićenja od +20dBm.
Spojite ulazno svjetlo od 0 dBm i očitajte izlaz od +27 dBm. Možete izračunati da je 30 - 3 = 27 i pojačanje nije problem.
Ali što ako unesete -20dBm? Nominalno pojačanje od 30dB znači da bi izlaz trebao biti +10dBm, ali stvarno mjerenje je samo +7dBm - punih 3dB manje. To nije problem kvalitete. 30dB je malo pojačanje signala, dok ASE šum i brojka šuma troše vaše pojačanje. Zapravo, 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 na specifikacijskom listu (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. To 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, EDFAOptičko pojačaloulazi 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. To je jedan od temeljnih 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 usporedbi s malim pojačanjem 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 Proračun veze: Malo pojačanje signala ne bi se trebalo izravno koristiti za izračun, već bi trebalo usvojiti realniju formulu proračuna veze:
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 proračunu formule, formula se može koristiti za izračun stvarne brojke šuma sustava (NF) u obrnutom smjeru, što omogućuje točniji dizajn i kalibraciju veze.

Zaključak: Prilikom procjene i korištenjaEDFAKod optičkog pojačala, inženjeri moraju obratiti pozornost na snagu ulaznog signala i razumjeti karakteristike kompresije pojačanja u uvjetima visokog signala. Prilikom projektiranja veze, proračun bi se trebao temeljiti na stvarnoj ulaznoj snazi ​​i inženjerskim formulama koje uključuju faktor šuma i sigurnosnu marginu, umjesto da se jednostavno oslanja na nominalnu vrijednost malog pojačanja signala na specifikacijskom listu. Nakon što primite EDFA optičko pojačalo, prvo pitajte koja je ulazna snaga, a zatim upotrijebite formulu proračuna veze za izračun očekivanog izlaza. Nemojte koristiti malo pojačanje signala za proračun pune snage.