تقویت کننده های نوری ایده آل را توسط خواص انتخاب کنید
هنگام خرید یک تقویت کننده نوری ، علاوه بر قیمت باید چه نکاتی را نیز در نظر بگیریم؟ البته ، این کیفیت است. اما چگونه می توان کیفیت خوب را تعیین کرد یا خیر؟ سپس به خواص می رسد. با توجه به خاصیت تقویت کننده های نوری عمدتاً سه جنبه وجود دارد.
1. قدرت ، ورودی و توان خروجی را بدست آورید
ابتدایی ترین خاصیت یک تقویت کننده نوری سود عملیاتی آن است ، یعنی مقداری که توسط آن سیگنال نوری ورودی تقویت می شود. سود به طور معمول در dB اندازه گیری می شود و در دامنه 10 تا 30 دسی بل است. افزایش 10 دسی بل به این معنی است که سیگنال نوری ورودی با ضریب 10 تقویت می شود ، در حالی که افزایش 30 دسی بل به معنای افزایش سیگنال نوری ورودی با ضریب 1000 است.
بعضی از آمپلی فایرها طوری طراحی شده اند که با یک پیش نمایش منفرد کار کنند ، در حالی که برخی دیگر می توانند طیف وسیعی از مقادیر سود عملیاتی را پشتیبانی کنند ، که به آمپلی فایر اجازه می دهد تا برنامه ها و عملکردهای مختلف را مورد بررسی قرار دهد. علاوه بر این ، یک تقویت کننده نیز با طیف وسیعی از قدرتهای نوری ورودی و خروجی پشتیبانی می شود. به طور خاص ، مشخصات اصلی تقویت کننده حداکثر توان خروجی است که می تواند پشتیبانی شود ، همچنین به عنوان قدرت خروجی اشباع نیز گفته می شود. این پارامتر اغلب در تعیین هزینه تقویت کننده بسیار مهم است.
به طور کلی ، تقویت کننده های نوری می توانند به صورت تک کانال یا چند کانال (WDM) طبقه بندی شوند. همانطور که از نام آنها پیداست تقویت کننده های تک کانال برای تقویت تنها یک کانال نوری تک ، که می تواند در هر نقطه در یک باند مشخص ، مانند باند C (1528 تا 1564 نانومتر) قرار داشته باشد ، طراحی شده اند. تقویت کننده های تک کانال ، به عنوان مثال ، باند C EDFA (تقویت کننده فیبر دوپ Erbium Doped) ، معمولاً می توانند در طیف گسترده ای از سودهای عملیاتی کار کنند ، و به قدرت خروجی نسبتاً کم نیاز دارند.
در مقابل ، تقویت کننده WDM به گونه ای طراحی شده است که هر تعداد کانال (درون یک باند مشخص) به آمپلی فایر وارد شود. خاصیت مهم آمپلی فایرهای WDM صاف بودن سود است که تغییر در سود برای کانالهای مختلف است. اگر سود صاف نباشد ، کانالهای WDM مختلف سود متفاوتی خواهند داشت که می توانند در امتداد زنجیره ای از تقویت کننده ها جمع شوند که منجر به عدم مطابقت زیاد بین کانال ها در انتهای پیوند می شود.
به منظور حفظ سود صاف ، بیشتر آمپلی فایرهای WDM کم مصرف فقط از یک سود عملیاتی واحد یا یک دامنه افزایش نسبتاً باری پشتیبانی می کنند. آمپلی فایرهای WDM که هم سود مسطح دارند و هم دامنه سود عملیاتی زیادی را می طلبد ، نیاز به طراحی پیچیده تری دارند. علاوه بر به دست آوردن صاف بودن ، آمپلی فایر WDM موظف است یک دامنه قدرت ورودی پویا بزرگ را فراهم کند تا از شرایط ورودی مختلف که هر تعداد کانال از 1 تا 80 در آن حضور دارد پشتیبانی کند. علاوه بر این ، به منظور پشتیبانی از حداکثر مقدار کانال ها ، تقویت کننده های WDM نیاز به یک قدرت خروجی اشباع نسبتاً زیاد دارند ، به طور معمول در بازه 17 تا 23 dBm.
2. سر و صدا
همه آمپلی فایرها از جمله تقویت کننده های نوری در طی فرآیند تقویت باعث ایجاد نویز می شوند به گونه ای که سیگنال خروجی همیشه از سیگنال ورودی نویز تر است. عملکرد نویز یک تقویت کننده نوری با شکل نویز آن (NF) مشخص می شود ، که به عنوان نسبت نسبت سیگنال به نویز (SNR) در خروجی آمپلی فایر به یک SNR ایده آل در ورودی تعریف می شود. از آنجا که یک رابطه یک به یک بین NF یک تقویت کننده و عملکرد یک لینک نوری وجود دارد ، ضروری است که NF را تا حد ممکن پایین نگه دارید. NF به فن آوری مورد استفاده در تقویت کننده و همچنین افزایش آن بستگی دارد ، زیرا آمپلی فایر با افزایش بیشتر معمولاً NF کمتری دارد.
3. خصوصیات دینامیکی
یکی دیگر از ویژگی های مهم تقویت کننده های نوری پاسخ آنها به تغییرات پویا در قدرت ورودی است. در حالت ایده آل ، هنگامی که قدرت ورودی تغییر می کند ، به هیچ وجه نباید افزایش یابد ، با این وجود هنگامی که آمپلی فایر در حداکثر توان خارج شده کار می کند ، ممکن نیست. در این حالت ضروری است که تقویت کننده به اندازه کافی کند پاسخ دهد به طوری که سود آن فقط با قدرت ورودی متوسط تعیین می شود و تحت تأثیر تغییرات سریع (به عنوان مثال به دلیل مدولاسیون داده ها) قرار نمی گیرد.
تقویت کننده هایی که خیلی سریع جواب می دهند ممکن است پر سر و صدا باشند و چند کانال را به خوبی اداره نمی کنند. این امر به این دلیل است که وقتی چندین کانال وجود دارد ، ممکن است یک کانال بسته به اینکه کانالهای دیگر دارای 0 یا 1 هستند ، تغییر کنند که تحت عنوان تعدیل افزایش متقابل شناخته می شوند. حتی اگر یک کانال با قدرت بالا در نزدیکی اشباع وجود داشته باشد ، می تواند اعوجاج ایجاد کند ، زیرا 0 امتیازات متفاوتی نسبت به 1 را تجربه می کنند.
از طرف دیگر ، حتی اگر تقویت کننده پاسخ کند داشته باشد ، باید بتواند تغییرات دراز مدت ناگهانی در میانگین توان ورودی را نیز تحمل کند. چنین تغییرات ناگهانی می تواند به عنوان مثال به دلیل اضافه / افت کانال (خصوصاً در شبکه های تنظیم مجدد پویا) یا تعویض حفاظت و ترمیم اتفاق بیفتد. در چنین مواردی ، آمپلی فایر ممکن است تغییرات سود موقتی بزرگی را تجربه کند (معروف به "گذرا") که باید تا حد ممکن توسط مکانیسم کنترل تقویت کننده سرکوب شود. در صورت عدم سرکوب گذرا مناسب ، گذرا افزایش می تواند بیش از یک زنجیره تقویت کننده جمع شود ، و منجر به قدرت زیاد و / یا SNR در گیرنده شود.
به طور خلاصه ، تقویت کننده نوری ایده آل باید از عملكرد چند كانالی تا حد امكان پهنای باند پشتیبانی كند ، از یك برد بزرگ پویا بهره كافی داشته باشد ، از قدرت خروجی اشباع بالا ، سر و صدای كم و سرکوب موثر گذرا برخوردار باشد. این ویژگی ها باید ضمن حفظ مصرف برق کم ، اندازه کوچک و کم هزینه باشد. خوشبختانه فناوری EDFA تا جایی پیش رفته است که می توان بسیاری از این ویژگی ها را همزمان ارائه داد. اکنون می دانید تقویت کننده نوری ایده آل تقویت کننده EDFA است.
