ประเภทเครื่องขยายสัญญาณออปติคัล: EDFA, SOA และ Raman

โดย: ทีมวิศวกรรมเทคนิค FB-LINK
อัปเดตล่าสุด: กุมภาพันธ์ 2026
ข้อมูลอ้างอิง: ITU-T G.661, G.662, G.663; อีอีอี 802.3ct

 

เหตุใดการขยายสัญญาณด้วยแสงจึงเปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง

ต่อไปนี้เป็นคำถามที่น่าถาม: เหตุใดเครือข่ายใยแก้วทั่วโลกจึงระเบิดในปี 1990 หลังจากการเติบโตเพียงเล็กน้อยในช่วงสองทศวรรษ?

คำตอบไม่ใช่ไฟเบอร์เอง - ไฟเบอร์ซิลิกาที่สูญเสียต่ำ-นั้นมีอยู่มาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ความก้าวหน้าคือการขยายสัญญาณแบบออปติคอล ก่อน EDFA เชิงพาณิชย์ประมาณปี 1990-1992 เครือข่ายระยะไกล-ต้องใช้เครื่องกำเนิดแสง-ไฟฟ้า-ออปติคอล (OEO) ทุกๆ 40-80 กม. ตัวสร้างใหม่แต่ละตัวหมายถึงชั้นวางอุปกรณ์ พลังงาน การระบายความร้อน และฮาร์ดแวร์เฉพาะอัตราบิต - วิกฤต - ต้องการอัปเกรดจาก 2.5G เป็น 10G หรือไม่ เปลี่ยนตัวสร้างใหม่ทุกตัวบนเส้นทาง

EDFAs เปลี่ยนเศรษฐศาสตร์อย่างสิ้นเชิง อุปกรณ์เครื่องเดียวสามารถขยายความยาวคลื่นทั้งหมดได้พร้อมกัน โปร่งใส โดยไม่ต้องสนใจว่าคุณจะใช้งาน 2.5G, 10G หรือ 100G ในที่สุด อุตสาหกรรมเคเบิลใต้น้ำอาจเป็นอุตสาหกรรมกลุ่มแรกที่เข้าใจ - นี้ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ระบบข้ามมหาสมุทรได้เปลี่ยนไปสู่การขยายเสียงโดยสิ้นเชิง เครือข่ายภาคพื้นดินตามมาอย่างรวดเร็ว

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีแอมพลิฟายเออร์สามชนิดที่มีอิทธิพลเหนือ:กฟผ, โซอาและรามัน.แต่ละคนเกิดจากฟิสิกส์ที่แตกต่างกันและแต่ละคนก็พบช่องทางของตัวเอง แต่หาก EDFA แก้ไขปัญหาได้อย่างสวยงาม ทำไมเราจึงยังต้องการอีกสองส่วนอีก? นั่นคือคำถามที่บทความนี้มุ่งหวังที่จะตอบ

 

 

EDFA: เทคโนโลยีที่สร้างแกนหลักอินเทอร์เน็ต

เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบเจือเออร์เบียม-ไม่เพียงแค่ได้รับความนิยมเท่านั้น - แต่ยังมีความหมายเหมือนกันกับการขยายสัญญาณทางแสงในโทรคมนาคมอีกด้วย ประมาณการทางอุตสาหกรรมแนะนำว่า EDFA คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานในเครือข่ายแกนหลัก มีเหตุผลสำหรับการครอบงำนั้น แต่ก็มีข้อจำกัดที่ควรค่าแก่การทำความเข้าใจเช่นกัน

 

มันใช้งานได้จริงอย่างไร

การทำงานของ EDFA ขึ้นอยู่กับความบังเอิญของฟิสิกส์อะตอม เมื่อไอออนของเออร์เบียมฝังอยู่ในแก้วซิลิกา จะมีการเปลี่ยนผ่านของพลังงานที่สอดคล้องเกือบจะสมบูรณ์แบบกับหน้าต่างการสูญเสียต่ำ 1550 นาโนเมตร-ของใยแก้วนำแสง ปั๊มเออร์เบียมด้วยแสง 980 นาโนเมตรหรือ 1480 นาโนเมตร และจะเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นที่แพร่กระจายได้ โฟตอนสัญญาณที่ส่งผ่านการกระตุ้นการปล่อยก๊าซกระตุ้น - การขยายสัญญาณที่สอดคล้องกันโดยไม่มีการแปลงทางไฟฟ้า

รูปแบบการสูบน้ำขนาด 980 นาโนเมตรสมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษ ให้ค่าเสียงรบกวนที่ต่ำกว่า (ประมาณ 4 dB เทียบกับ 5- 6 dB สำหรับการสูบน้ำขนาด 1480 นาโนเมตร) เนื่องจากจะสร้างการผกผันของประชากรที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น สำหรับการใช้งานที่ไวต่อเสียง เช่น สายเคเบิลใต้น้ำ ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างมากในระยะทางหลายพันกิโลเมตร

แผนภาพ: สถาปัตยกรรม EDFA - สังเกตว่าตัวแยกกระแสไฟที่ป้องกัน ASE แบบย้อนกลับไม่ทำให้ปั๊มเลเซอร์ไม่เสถียร

 

ประสิทธิภาพการทำงาน: ตัวเลขที่สำคัญ

พารามิเตอร์	ค่าทั่วไป	มันหมายถึงอะไรในทางปฏิบัติ
ได้รับสัญญาณเล็กน้อย-	30-50 เดซิเบล	ชดเชยการสูญเสียเส้นใย 150-250 กม
รูปเสียงรบกวน	4-6 เดซิเบล	แอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวจะเพิ่มเสียงรบกวนเทียบเท่าประมาณ ~3-4 dB
เอาต์พุตอิ่มตัว	+17 ถึง +23 dBm	จำกัดจำนวนช่องสัญญาณ × กำลังไฟต่อช่องสัญญาณ
รับแบนด์วิธ	~35nm (แบนด์ซี-)	รองรับ 80+ DWDM ช่องที่ระยะห่าง 50 GHz
พีดีจี	<0.5 dB	สำคัญสำหรับระบบที่สอดคล้องกัน

 

ภาวะแทรกซ้อนที่ไม่มีใครพูดถึงในตำราเรียน

ความเรียบที่ได้รับนั้นยากกว่าที่เห็นอัตราขยาย EDFA ดิบจะแตกต่างกันไป 10+ dB ทั่วทั้ง C- แบนด์ - ซึ่งใช้ไม่ได้โดยสิ้นเชิงสำหรับ DWDM โดยไม่มีการแก้ไข การได้รับ-ตัวกรองแบบราบเรียบ (GFF) จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้ แต่ประเด็นสำคัญคือ รูปร่างตัวกรองที่เหมาะสมที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน เปลี่ยนการโหลดช่องหรือกำลังของปั๊ม และ GFF ที่ออกแบบมาอย่างระมัดระวังของคุณก็ด้อยประสิทธิภาพลง EDFA สมัยใหม่ใช้ตัวลดทอนแสงแบบแปรผัน (VOA) หรือตัวปรับสมดุลอัตราขยายแบบไดนามิก (DGE) เพื่อชดเชย เพิ่มต้นทุนและความซับซ้อน

ในที่สุดการสะสม ASE ก็ชนะการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเองแบบขยายจะเพิ่มขึ้นตามแต่ละระยะของแอมพลิฟายเออร์ สำหรับแอมพลิฟายเออร์แบบเรียงซ้อน N กำลังงาน ASE ทั้งหมดจะปรับขนาดโดยประมาณเป็น N × NF × G × hν × Δf ในทางปฏิบัติ นี่หมายความว่าระบบข้ามมหาสมุทรจะสะสมสัญญาณรบกวนมากพอที่จะจำกัดระยะการส่งสัญญาณแม้จะมีไฟเบอร์ที่สมบูรณ์แบบก็ตาม การแสวงหาตัวเลขเสียงรบกวนที่ลดลง - ไม่ว่าจะผ่านรูปแบบปั๊มที่ดีกว่า การขยายสัญญาณล่วงหน้าของ Raman - หรือการกระจายของ Raman - นั้นไม่มีวันสิ้นสุดจริงๆ

การปราบปรามชั่วคราวเป็นปัญหาของระบบเมื่อช่องสัญญาณลดลงอย่างกะทันหัน (การตัดไฟเบอร์ การสลับการป้องกัน) ช่องสัญญาณที่เหลืออยู่จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจาก EDFA พยายามถ่ายโอนพลังงานส่วนเกินของปั๊มไปที่ใดที่หนึ่ง ช่องสัญญาณที่รอดสามารถเห็นการเบี่ยงเบนของพลังงานได้หลาย dB ซึ่งอาจก่อให้เกิดข้อผิดพลาดหรือแม้แต่สร้างความเสียหายให้กับเครื่องรับได้ อุตสาหกรรมได้ผสานรวมการควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ (AGC) ด้วยการตอบสนองที่ต่ำกว่า-มิลลิวินาที แต่การบรรลุเป้าหมายนี้อย่างเชื่อถือได้ในทุกสภาวะการทำงานยังคงเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมที่กระตือรือร้น

 

ที่ EDFA Excels

เครือข่ายภาคพื้นดินระยะไกล- (ช่วง 80- 120 กม. ตามมาตรฐาน ITU-T G.692)

ระบบใต้น้ำ (พร้อมปั๊มเฉพาะทางที่มีความน่าเชื่อถือสูง-สำหรับชีวิตใต้ทะเลเป็นเวลา 25 ปี)

จำนวน-ช่องทาง-สูง DWDM(40, 80, 96 ช่องและมากกว่านั้น)

เมโทรคอร์ที่ประสิทธิภาพเป็นตัวกำหนดต้นทุนระดับพรีเมียมมากกว่าทางเลือกอื่น

 

 

SOA: คำสัญญาอันยิ่งใหญ่ ข้อจำกัดที่น่าหงุดหงิด

ตามทฤษฎีแล้ว แอมพลิฟายเออร์ออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ควรเป็นโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบ พวกมันมีขนาดเล็ก - พอที่จะรวมเข้ากับชิปโทนิคได้ เป็นบรอดแบนด์ - ครอบคลุม 60-100nm โดยไม่มีการกรอง รวดเร็ว โดยเวลาตอบสนองระดับนาโนวินาทีช่วยให้สามารถใช้งานสวิตช์แบบออปติคัลได้ อย่างไรก็ตาม SOA ยังคงเป็นเทคโนโลยีเฉพาะกลุ่มในโทรคมนาคม เกิดอะไรขึ้น?

 

ฟิสิกส์และผลที่ตามมา

โดยพื้นฐานแล้ว SOA นั้นเป็นเลเซอร์ไดโอดที่ทำงานต่ำกว่าเกณฑ์ โดยมีการเคลือบป้องกันแสงสะท้อน-เพื่อลดการสั่น การฉีดกระแสไฟฟ้าจะสร้างการผกผันของประชากรในท่อนำคลื่นเซมิคอนดักเตอร์ (โดยทั่วไปคือ InGaAsP/InP สำหรับการทำงาน 1550 นาโนเมตร) โฟตอนสัญญาณจะกระตุ้นการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เช่นเดียวกับใน EDFA

ปัญหาคือไดนามิกของผู้ให้บริการ พาหะเซมิคอนดักเตอร์มีอายุการใช้งานประมาณ 100-500 พิโควินาที - เร็วพอที่จะให้เกนตอบสนองต่อรูปแบบบิตแต่ละตัว บิต '1' ทำให้ผู้ให้บริการหมดสิ้น ได้รับหยด บิต '0' ต่อไปนี้ช่วยให้สามารถกู้คืนได้บางส่วน อัตราขยายที่ขึ้นกับรูปแบบนี้ทำให้เกิดการรบกวนระหว่างสัญลักษณ์ที่แย่ลงที่อัตราบิตที่สูงขึ้นและความยาวของรูปแบบที่ยาวขึ้น

ภาพ: SOA แบบแพ็กเกจผีเสื้อ-เทียบกับ- EDFA ที่ติดตั้งบนชั้นวาง ข้อได้เปรียบด้านขนาดนั้นน่าทึ่งมาก - แต่ประสิทธิภาพก็ลดลงเช่นกัน

 

 

ประสิทธิภาพการทำงาน: ตัวเลขที่ซื่อสัตย์

พารามิเตอร์	ค่าทั่วไป	การตรวจสอบความเป็นจริง
ได้รับสัญญาณเล็กน้อย-	15-25 เดซิเบล	กำไรครึ่งหนึ่งของ EDFA
รูปเสียงรบกวน	7-9 เดซิเบล	3 dB แย่กว่าสารประกอบ EDFA ในหลายขั้นตอน
พลังความอิ่มตัว	+10 ถึง +17 dBm	จำกัดกำลังของช่องสัญญาณทั้งหมดอย่างรุนแรง
แบนด์วิธ	60-100 นาโนเมตร	น่าประทับใจอย่างแท้จริง
เวลาตอบสนอง	~100 พิโคเซคอน	รวดเร็ว แต่สิ่งนี้ทำให้เกิดเอฟเฟกต์รูปแบบ

 

เหตุใด SOA จึงดิ้นรนในโทรคมนาคม

ปัญหาเสียงรบกวนเป็นพื้นฐานค่าเสียงรบกวน 7-9 dB นั้นไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ - เท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงฟิสิกส์โดยธรรมชาติอีกด้วย การสูญเสียการต่อประกบที่ด้านชิป แม้จะมีตัวแปลงโหมด จะเพิ่ม 1-2 dB การผกผันของประชากรที่ไม่สมบูรณ์ในเซมิคอนดักเตอร์จะเพิ่มอีกสองสามเดซิเบล EDFA ที่มีอายุการใช้งานยาวนานและการเชื่อมต่อไฟเบอร์แบบสูญเสียต่ำ มีเพียงข้อได้เปรียบทางโครงสร้างเท่านั้น

การทำงานแบบหลายช่อง-พังทลายลงการมอดูเลตแบบครอส-จะถ่ายโอนความผันผวนของกำลังระหว่างช่องสัญญาณ ในระบบ DWDM สิ่งนี้จะสร้าง crosstalk ที่ยอมรับไม่ได้ การออกแบบ SOA แบบหนีบที่ได้รับ-จะช่วยบรรเทาปัญหาแต่เพิ่มความซับซ้อนและลดข้อได้เปรียบด้านขนาด/ต้นทุนบางส่วน

ตรงไปตรงมา อุตสาหกรรมโทรคมนาคมได้ทำการเดิมพันร่วมกันกับ EDFA ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 การผลิตปรับขนาด ต้นทุนลดลง และระบบนิเวศรอบเออร์เบียมแข็งแกร่งขึ้น SOA กลายเป็นโซลูชันที่มองหาปัญหาที่ EDFA ไม่สามารถแก้ไขได้

 

โดยที่ SOA สมเหตุสมผลจริงๆ

ที่กล่าวว่า SOA พบช่องทางของตน:

บูสเตอร์ส่งสัญญาณ:เมื่อรวมเข้ากับโมดูลเครื่องส่งสัญญาณ SOA สามารถชดเชยการสูญเสียการแทรกของโมดูเลเตอร์ได้โดยไม่ต้องมี EDFA เต็มรูปแบบ

ตัวรับสัญญาณปรีแอมป์:เมื่อพื้นที่มีความสำคัญมากกว่ารูปเสียงรบกวน

การสลับแสง:การตอบสนองที่รวดเร็วซึ่งทำให้เกิดเอฟเฟกต์รูปแบบในการขยายสัญญาณกลายเป็นข้อได้เปรียบสำหรับเกตและการสวิตชิ่ง

การแปลงความยาวคลื่น:ครอส-เกนมอดูเลชั่นและสี่-การผสมคลื่น ความรับผิดในการขยายสัญญาณ มีประโยชน์สำหรับการแปลความยาวคลื่น

การรวมโฟโตนิกส์ของซิลิคอน:การบูรณาการที่แตกต่างกันของ III-V SOA บนแพลตฟอร์มซิลิคอนทำให้เกิดสถาปัตยกรรมศูนย์ข้อมูลใหม่

 

 

การขยายสัญญาณรามัน: ฟิสิกส์เอื้อต่อความกล้า

ถ้า EDFA มีประสิทธิภาพมาก ทำไมใครๆ ถึงต้องกังวลกับการขยายสัญญาณแบบรามาน - ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ต้องใช้กำลังของปั๊มที่สูงกว่ามาก การออกแบบระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น และการจัดการด้านความปลอดภัยอย่างระมัดระวัง

คำตอบอยู่ที่ข้อได้เปรียบพื้นฐาน: กำไรแบบกระจาย และสำหรับระบบระยะไกล-ระยะไกล-เป็นพิเศษ ข้อได้เปรียบนั้นคุ้มค่ากับปัญหา

 

กลไก

การหาประโยชน์จากการขยายสัญญาณแบบรามันกระตุ้นการกระเจิงของรามานในไฟเบอร์การส่งผ่านนั่นเอง เลเซอร์ปั๊ม (โดยทั่วไปคือ 1450 นาโนเมตรสำหรับการขยายสัญญาณประมาณ 1550 นาโนเมตร) ถ่ายโอนพลังงานเพื่อส่งสัญญาณโฟตอนผ่านการสั่นสะเทือนของโมเลกุล - โดยเฉพาะความถี่โฟนอนออปติคอล ~13 THz ของซิลิกา

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: การขยายสัญญาณเกิดขึ้นตลอดช่วงไฟเบอร์ทั้งหมด ไม่ใช่แค่ที่จุดแยกเท่านั้น สัญญาณจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในขณะที่แพร่กระจาย เพื่อป้องกันไม่ให้ไปถึงระดับพลังงานต่ำซึ่งครอบงำการสะสมเสียงรบกวนในวงจรเครื่องขยายเสียงที่รวมกลุ่มกัน

ภาพ:เปรียบเทียบวิวัฒนาการของกำลังสัญญาณ - EDFA สร้างรูปแบบฟันเลื่อย-ที่มีหุบเขาลึก รามันรักษากำลังขั้นต่ำให้สูงขึ้นตลอดช่วง

 

ประสิทธิภาพการทำงาน: การแลกเปลี่ยน

พารามิเตอร์	ค่าทั่วไป	ทำไมมันถึงสำคัญ
เปิด-กำไร	10-25 เดซิเบล	ต่ำกว่า EDFA แต่นั่นไม่ใช่ประเด็น
รูปเสียงรบกวนที่มีประสิทธิภาพ	สามารถ<0 dB	ใช่ ลบ - อธิบายไว้ด้านล่าง
ต้องใช้กำลังปั๊ม	300-500 mW ต่อความยาวคลื่น	ผลกระทบด้านความปลอดภัยของเลเซอร์คลาส 3B/4
รับแบนด์วิธ	~100nm ต่อปั๊ม	ปั๊มหลายตัวช่วยให้ได้รับแบนด์ไวด์แบนด์

เกี่ยวกับตัวเลขเสียงรบกวนเชิงลบนั้น:แอมพลิฟายเออร์รามันไม่ได้ละเมิดฟิสิกส์จริงๆ หน่วยเมตริก "ตัวเลขเสียงรบกวนที่มีประสิทธิภาพ" จะเปรียบเทียบเครื่องขยายสัญญาณ Raman แบบกระจายกับเครื่องขยายสัญญาณแบบแยกสมมุติที่อินพุตช่วง เนื่องจาก Raman เร่งสัญญาณก่อนที่จะถึงกำลังขั้นต่ำ จึงได้ OSNR เอาท์พุตเดียวกันกับที่ต้องการเครื่องขยายสัญญาณแยก-สัญญาณรบกวน-รูปเชิงลบที่เป็นไปไม่ได้ ผลลัพธ์ในทางปฏิบัติ: การปรับปรุง OSNR 3-5 dB เหนือการกำหนดค่า EDFA เท่านั้น

 

ความท้าทายทางวิศวกรรม

ความปลอดภัยไม่สามารถ-ต่อรองได้ปั๊มรามานทำงานที่ 500+ mW - พื้นที่เลเซอร์คลาส 3B หรือคลาส 4 IEC 60825-2 กำหนดให้การปิดระบบด้วยเลเซอร์อัตโนมัติ (ALS) พร้อมการตรวจจับไฟเบอร์แบบเปิด แต่นี่คือสิ่งที่มาตรฐานไม่ได้ครอบคลุมทั้งหมด: ทีมงานบำรุงรักษาจำเป็นต้องมีขั้นตอนการล็อกเอาต์-แท็กเอาต์ (LOTO) อย่างเข้มงวดก่อนที่จะทำงานกับการขยายช่วงของ Raman- ช่างเทคนิคสันนิษฐานว่าไฟเบอร์ปลอดภัยเนื่องจากอุปกรณ์ระยะไกล-ปิดอยู่อาจได้รับแสงที่เป็นอันตรายหากปั๊ม Raman ในพื้นที่ยังคงทำงานอยู่ การใช้งานจริงจำเป็นต้องมีการฝึกอบรม ขั้นตอน และวัฒนธรรมด้านความปลอดภัย นอกเหนือจากสิ่งที่แอมพลิฟายเออร์แยกต้องการ

ชุดการกระจายกลับแบบ Double Rayleigh ได้รับขีดจำกัดการขยายสัญญาณแบบรามานจะช่วยเพิ่มทั้งสัญญาณและแสงที่กระจัดกระจายของเรย์ลีห์- แสงที่กระจัดกระจาย-สองครั้งมาถึงตัวรับล่าช้า ทำให้เกิดการรบกวนหลาย-เส้นทาง กำไรจากการเปิด-ที่สูงกว่า ~15 dB ในช่วงเดียว การปรับ DRB นี้มีความสำคัญ โดยทั่วไปแล้ว การใช้งาน Raman ที่ใช้งานได้จริงจะต่ำกว่าเกณฑ์นี้ โดยใช้การกำหนดค่า Raman+EDFA แบบไฮบริด โดยที่ Raman ให้การกระจาย Gain 10-15 dB และ EDFA จะเพิ่ม Gain แบบก้อนที่เหลือ

การโต้ตอบของสัญญาณ-ทำให้ DWDM ซับซ้อนในระบบบรอดแบนด์ ช่องสัญญาณความยาวคลื่น-ที่สั้นกว่าจะถ่ายโอนพลังงานไปยังช่องสัญญาณความยาวคลื่นที่ยาวกว่า- ผ่านการกระเจิงของรามานที่ถูกกระตุ้น สิ่งนี้สร้างความเอียงที่ได้รับซึ่งจะต้องได้รับการชดเชยผ่านการสูบจ่ายความยาวคลื่นหลาย-ด้วยการปรับสมดุลกำลังอย่างระมัดระวัง ความยาวคลื่นของปั๊มและการปรับกำลังให้เหมาะสมสำหรับระบบ 96- แชนเนลนั้นซับซ้อนอย่างแท้จริง - และเปลี่ยนแปลงตามประเภทของไฟเบอร์

 

ที่ซึ่งรามานพิสูจน์ได้ว่าจำเป็น

ระยะไกลมาก-ระยะไกล-ภาคพื้นดิน:ระบบที่กำหนดเป้าหมายการเข้าถึงที่ไม่ได้สร้างใหม่ 3000+ กม. ต้องการทุก dB ของข้อได้เปรียบ OSNR

สายเคเบิลใต้น้ำ:การขยายระยะห่างของเครื่องขยายเสียงจะช่วยลดจำนวนตัวทำซ้ำใต้ทะเลที่มีราคาแพง{0}}และล้มเหลว

การกำหนดค่าแบบไฮบริด:การขยายสัญญาณล่วงหน้าแบบ Raman- ร่วมกับ EDFA กลายเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับระบบที่มีความสอดคล้องกัน 400G+

วงดนตรีขยาย:สำหรับการขยายแบนด์ S- หรือเกินกว่า- L- โดยที่ตัวเลือก EDFA มีจำนวนจำกัด Raman เป็นทางเลือกที่ยืดหยุ่น

 

 

สรุปการเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์	กฟผ	โซอา	รามัน
ได้รับ	30-50 เดซิเบล	15-25 เดซิเบล	10-25 เดซิเบล
รูปเสียงรบกวน	4-6 เดซิเบล	7-9 เดซิเบล	<4 dB effective
แบนด์วิธ	35 นาโนเมตร (C) / 30 นาโนเมตร (ยาว)	60-100 นาโนเมตร	ขึ้นอยู่กับปั๊ม-
พลังความอิ่มตัว	+17 ถึง +27 dBm	+10 ถึง +17 dBm	N/A
เวลาตอบสนอง	~1 มิลลิวินาที	~100 พิโคเซคอน	~10 เอฟเอส
ขนาด	โมดูล	ชิป	ปั๊มระยะไกล
หลาย-ช่องทาง	ยอดเยี่ยม	จำกัด	ยอดเยี่ยม
ต้นทุนสัมพัทธ์	$$	$	$$$

---

 

 

กรอบการคัดเลือก

เริ่มต้นด้วยงบประมาณลิงก์

สำหรับไฟเบอร์ G.652 มาตรฐานที่ 1550 นาโนเมตร (การสูญเสีย 0.2 dB/กม.):

ความยาวช่วง	การสูญเสียโดยประมาณ	โซลูชันทั่วไป
<40km	8-10 เดซิเบล	มักไม่จำเป็นต้องขยายเสียง
40-80กม	10-18 เดซิเบล	EDFA เดี่ยวหรือ SOA กำลังสูง-
80-100กม	18-22 เดซิเบล	ตัวเลือกมาตรฐาน EDFA
100-120 กม	22-26 เดซิเบล	EDFA ที่มีกำลังขับสูงกว่า
>120กม	>26 เดซิเบล	ไฮบริดรามัน+EDFA

 

ตรวจสอบความเป็นจริง OSNR

สำหรับระบบที่สอดคล้องกัน ให้คำนวณ OSNR ที่คาดหวังและเปรียบเทียบกับข้อกำหนดด้านรูปแบบ:

100G DP-QPSK: ~12-14 dB ต้องใช้ OSNR

400G DP-16QAM: ~18-20 dB ต้องใช้ OSNR

800G DP-64QAM: ~24-26 dB ต้องใช้ OSNR

รูปแบบการปรับลำดับที่สูงกว่า-จะมีประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมมากกว่า แต่ต้องการ OSNR ที่ดีกว่า - ตรงที่ความได้เปรียบของ Raman จะเป็นปัจจัยชี้ขาด

 

 

เทคโนโลยีเกิดใหม่

การขยายสัญญาณหลาย- แบนด์ (S+C+L):เมื่อแบนด์ C- เต็มไปหมด เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานก็มองข้ามไป เครื่องขยายสัญญาณแบบเจือ Thulium-สำหรับแบนด์ S-, EDFA แบบ L- แบบขยาย และ Raman แบบแบนด์วิดธ์ทั้งหมดอยู่ภายใต้การใช้งานจริง

SOA แบบบูรณาการ:Heterogeneous III-V ในการบูรณาการซิลิคอนกำลังทำให้ SOA ใช้งานได้สำหรับศูนย์ข้อมูล-ออปติกแบบแพ็กเกจที่ขนาดสำคัญกว่าประสิทธิภาพของสัญญาณรบกวน

การเพิ่มประสิทธิภาพการรับตาม ML-:แมชชีนเลิร์นนิงกำลังเข้าสู่การควบคุมแอมพลิฟายเออร์ - โดยจะปรับรูปร่างเกนแบบไดนามิกตามรูปแบบการรับส่งข้อมูล อายุของไฟเบอร์ และสภาพแวดล้อม

 

 

---

หมายเหตุความเข้ากันได้ของตัวรับส่งสัญญาณ

ตัวเลือกเครื่องขยายเสียงส่งผลโดยตรงต่อการเลือกตัวรับส่งสัญญาณ สำหรับ EDFA-aขยาย DWDM ให้ใช้ตัวรับส่งสัญญาณที่ปรับแบนด์ได้ตามมาตรฐาน ITU-T G.694.1 C- หรือ L- โมดูลที่เชื่อมโยงกันพร้อม DSP (100G/400G/800G) เพิ่มการเข้าถึงที่ขยายได้สูงสุดโดยการทนต่อสัญญาณรบกวน ASE ที่สะสม

พอร์ตโฟลิโอตัวรับส่งสัญญาณของเราประกอบด้วยโมดูลสอดคล้องกันที่ได้รับการปรับปรุง{0}ของ DWDM ซึ่งได้รับการตรวจสอบกับแพลตฟอร์มเครื่องขยายเสียงหลักๆติดต่อวิศวะสำหรับคำแนะนำเฉพาะด้านการสมัคร-

 

อ้างอิง

ITU-T G.661, G.662, G.663: คำจำกัดความของเครื่องขยายเสียงและวิธีการทดสอบ

ITU-T G.692: อินเทอร์เฟซแบบออปติคอลสำหรับระบบหลายช่องสัญญาณ

IEC 60825-2: ความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์เลเซอร์ - ระบบสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง

Desurvire, E. "เออร์เบียม-เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบเจือ" (ไวลีย์)

Headley & Agrawal, "การขยายสัญญาณ Raman ในระบบสื่อสารด้วยแสงไฟเบอร์" (สำนักพิมพ์วิชาการ)

---

 

ปรึกษาด้านเทคนิคได้ที่FB-LINK.