Instrucțiuni speciale pentru amplificatorul cu fibră dopat cu erbiu (amplificator optic EDFA)

Instrucțiuni speciale pentru amplificatorul cu fibră optică dopat cu erbiu (Amplificator optic EDFA)
Ați achiziționat unamplificator cu fibră dopat cu erbiu(Amplificator optic EDFA) cu o specificație de câștig de 30dB și o putere de ieșire de saturație de +20dBm.
Conectați o sursă de lumină la intrare de 0dBm și citiți o ieșire de +27dBm. Puteți calcula că 30 - 3 = 27, iar amplificarea nu este o problemă.
Dar dacă introduceți -20dBm? Câștigul nominal de 30dB înseamnă că ieșirea ar trebui să fie +10dBm, dar măsurarea reală este de doar +7dBm - cu 3dB mai puțin. Aceasta nu este o problemă de calitate. 30dB este câștigul semnalului mic, în timp ce zgomotul ASE și cifra de zgomot consumă câștigul. De fapt, câștigul măsurat scade adesea sub câștigul nominal, ceea ce clarifică faptul că acest fenomen nu este o problemă de calitate a echipamentului, ci mai degrabă determinat de mecanismul de funcționare al amplificatorului.

Câștig mic al semnalului ≠ câștig real:

1. Contradicție fundamentală: Câștigul indicat în fișa tehnică (de exemplu, 30 dB) este un câștig de semnal mic, care este valoarea ideală de măsurare atunci când puterea semnalului de intrare este foarte mică (de exemplu, -20~-30 dBm) și la puterea nominală a pompei. Acesta nu este egal cu câștigul real atunci când puterea semnalului de intrare este mare în aplicații practice.
2. Principalul motiv pentru scăderea câștigului:
2.1 Saturația câștigului: Pe măsură ce puterea semnalului de intrare crește, EDFAAmplificator opticintră în regiunea de saturație, determinând scăderea câștigului de la valoarea sa maximă.
2.2 Devierea zgomotului ASE: Zgomotul de emisie spontană amplificată (ASE) concurează cu semnalul luminos și consumă o putere limitată a pompei. Cu cât zgomotul ASE este mai puternic, cu atât este mai mic câștigul efectiv utilizat pentru amplificarea semnalului luminos. Acesta este unul dintre motivele fundamentale pentru care câștigul măsurat este mai mic decât valoarea nominală.
2.3 Relația cantitativă: Cu cât puterea semnalului de intrare este mai mare, cu atât este mai mare compresia câștigului real (G_actual) în comparație cu câștigul mic al semnalului (G_small). Cantitatea de compresie provine în principal din compresia de saturație (Δ G_sat) și câștigul din consumul de zgomot ASE (Δ G_ASE). De exemplu, când puterea de intrare este de 0 dBm, este obișnuit ca câștigul măsurat să fie cu mai mult de 3 dB mai mic decât valoarea nominală.
3. Sugestii de practică în inginerie:
3.1 Bugetul de legătură: Câștigul mic al semnalului nu ar trebui utilizat direct pentru calcul, ci ar trebui adoptată o formulă mai realistă pentru bugetul de legătură:
P_out ≈ P_in+G_mic-NF-3dB (marja de siguranță)
Printre acestea, NF este cifra de zgomot (valoare tipică 4-6dB).
3.2 Calibrare inversă: Dacă puterea de ieșire măsurată nu se potrivește cu bugetul formulei, formula poate fi utilizată pentru a calcula cifra de zgomot a sistemului (NF) în sens invers, permițând astfel o proiectare și o calibrare mai precisă a legăturii.

Concluzie: La evaluarea și utilizareaEDFAÎn cazul amplificatoarelor optic, inginerii trebuie să acorde atenție puterii semnalului de intrare și să înțeleagă caracteristicile compresiei câștigului în condiții de semnal intens. La proiectarea legăturii, bugetul ar trebui să se bazeze pe puterea de intrare reală și pe formulele inginerești care includ factorul de zgomot și marja de siguranță, mai degrabă decât să se bazeze pur și simplu pe valoarea nominală a câștigului mic al semnalului din fișa cu specificații. După ce primiți amplificatorul optic EDFA, întrebați mai întâi care este puterea de intrare, apoi utilizați formula bugetului legăturii pentru a calcula ieșirea așteptată. Nu utilizați câștigul mic al semnalului pentru bugetarea puterii complete.