Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волоконно-оптические сети - Р.Р. Убайдуллаев.pdf
Скачиваний:
702
Добавлен:
24.05.2014
Размер:
17.59 Mб
Скачать

Таблица 8.4. Технические характеристики моделей EDFA EAU-200 и EAU-350 [12]

Параметры

Минимальное

Типичное

Максимально

 

значение

значение

е значение

Область применения

Аналоговые и

цифровые оптические распре-

 

деленные сети, системы DWDM

Оптические характеристики

 

 

 

Зона усиления, нм

1530

 

1570

Мощность насыщения Pout sat при (Рin= -3дБм),

 

23,0

23,5

дБм: EAU-200

 

EAU-350

 

25,5

26,0

Коэффициент усиления д при малом входном

42

 

 

сигнале, дБ (λ=1545нм)

 

 

 

Неравномерность коэффициента усиления Дд в

 

 

 

диапазоне 1553-1567 нм (Pin= -3 дБм), дБ

 

 

±0,3

Поляризационная чувствительность насыщенного

 

 

 

входного сигнала, дБ

 

 

0,2

Максимальные значения коэффициент шума nf в

 

 

 

диапазоне 1545-1565 нм, дБ при Рin= - 4 дБм

 

 

5,5

при Рin= +4 дБм

 

 

6,0

Поляризационная модовая дисперсия, пс

0,2

 

 

Оптическая изоляция вход/выход, дБ

50

 

 

Характеристики физических интерфейсов входа/выхода

 

 

Тип входного/выходного волокна

SMF-28™

 

 

Тип оптических соединителей

FC/PC, FC/SPC, FC/APC

 

Длина pig-tail-a, м

1,5

 

 

Параметры лазера накачки

 

 

 

Номинальная длина волны накачки, нм

965

 

 

Полоса накачки, мкм

1х100

 

 

Время наработки на отказ, час

500000

 

1000000

Электрические характеристики

 

 

 

Рабочее напряжение, В (постоянный ток)

5

 

7

Потребляемая мощность при 20 °С, Вт

 

 

12

Общие характеристики

 

 

 

Рабочий диапазон температур, °С

-30

 

+65

Температура хранения, °С

-30

 

+80

Время прогрева до полной стабилизации, мин.

 

 

3

Влажность, %

0

 

95

Размеры, мм

115х21х165

 

 

Вес, кг

0.3

 

 

Другие требования и характеристики

Удовлетворяет стандарту Bellcore

Классификация усилителей EDFA по способам применения

В зависимости от применения, различают предварительные усилители, линейные усилители и усилители мощности, (рис. 8.6).

Предварительные усилители (предусилители) устанавливаются непосредственно перед приемником регенератора и способствуют увеличению отношения сигнал/шум на выходе электронного каскада усиления в оптоэлектронном приемнике. Оптические предусилители часто используются в

качестве замены сложных и обычно дорогих когерентных оптических приемников.

Линейные усилители устанавливаются в промежуточных точках протяженных линий связи между регенераторами или на выходе оптических разветвителей с целью компенсации ослабления сигнала, которое происходит изза затухания в оптическом волокне или из-за разветвления в оптических разветвителях, ответвителях, мультиплексорах WDM. Линейные усилители заменяют оптоэлектронные повторители и регенераторы в тех случаях, когда нет необходимости в точном восстановлении сигнала.

Усилители мощности (бустеры) устанавливаются непосредственно после лазерных передатчиков и предназначены для дополнительного усиления сигнала до уровня, который не может быть достигнут на основе лазерного диода. Бустеры могут также устанавливаться перед оптическим разветвителем, например, при передаче нисходящего трафика в гибридных волоконно-коаксиальных системах кабельного телевидения.

Рис. 8.6. Применение разных типов оптических усилителей

В табл. 8.5 указана степень значимости параметров EDFA в зависимости от типа усилителя.

Таблица 8,5, Сравнительный анализ параметров трех типов EFDA

Параметр

Предусилитель

Линейный усилитель

Усилитель мощности

Коэффициент усиления G

высокий *

средний

низкий

Коэффициент шума NF

низкий

средний *

низкий

Мощность насыщения Рout sut

низкая

средняя

высокая *

Нелинейность **

низкая

низкая

низкая

Зона усиления

узкая

широкая

широкая

Отклонение от плато G

не указывается

высокая линейность

высокая линейность

*указан наиболее значимый параметр;

**нелинейность охватывает совокупность характеристик: зависимость G от Рщ , поляризационную чувствительность, PMD усилителя, поперечные помехи между каналами

Расчет числа каскадов линейных усилителей EDFA

На рис. 8,7 показана типовая диаграмма мощности сигнала в процессе распространения, а также процесс накопления шума в линии из каскада усилителей EDFA. Каждый усилитель осуществляет усиление сигнала

(коэффициент усиления g(λ) (дБ) и вносит определенный уровень шума N0(λ) (Вт). Далее будем пренебрегать мощностью шума нулевых флуктуации.

Рис. 8.7. Диаграммы мощности в межрегенерационной линии с каскадом усилителей EDFA.

Обозначим удельное затухание в волокне α(дБ/км), тогда полное затухание на длине L (км) сегмента между EDFA составляет α L . Ниже приведены основные соотношения, описывающие процессы затухания в линии и усиление на

EDFA для полезного сигнала и шума:

 

 

 

 

α L=10lg(Pout i – 1 / Pin i)

g=10lg(Pout i / Pin i)

(8-8) / (8-9)

α L=10lg(Nout i – 1 / Nin i)

g =10lg(

Nout i N0

),

(8 10) / (8 11)

 

 

 

Nin i

 

где введены обозначения Рin, Рout i, .Nin i.Nout i соответственно для мощности входного и выходного сигнала, а также входного и выходного шума по отношению к усилителю i . Оптические усилители характеризуются определенной мощностью насыщения выходного сигнала Pout sat. Эффективная работа усилителя достигается при таком входном сигнале, когда выходной сигнал сравним с мощностью насыщения (обычно немного превосходит мощность насыщения) - при меньшем уровне входного сигнала возрастает удельный вес постоянной составляющей вносимого шума, а при большем уровне входного сигнала (следовательно, и входного шума) происходит усиление только шума. Таким образом, в идеально сбалансированной линии из каскада усилителей Рout i - 1

= Pout i = Pout sat. Отсюда α L = g. Тогда, приравнивая соотношения (8-10) и (8-11), получаем Nout i =Nout i - 1 +N0. Пренебрегая уровнем шума Nout 0 до в выходном

сигнале от стартового регенератора, т.е. положив Nout 0=0 отношения сигнал/шум

на выходе k-го усилителя находим: snrk=10дп(Pout sat / Nout k)=10lg(Pout sat / kN0) дБ

И окончательно, если мощность сигнала и шума указана в дБм, запишем это соотношение в виде:

snrk=pout sat-nout-10lgk (дБ)

(8-12)

где nout=101gNout=n out id ∆ν + nf= - 134/1 + 10lg∆ν + g + nf (дБм) значение ∆ν

нужно подставлять в Гц.

Как видно из (8-12), SNR падает с ростом числа каскадов EDFA. Допустимая величина SNR сильно зависит от сетевого/телекоммуникационного стандарта. По этой причине выбор оптических усилителей с теми или иными параметрами, равно как и расчет максимального числа усилителей в