Spesielle instruksjoner for erbiumdopet fiberforsterker (EDFA optisk forsterker)

Spesielle instruksjoner for erbiumdopet fiberforsterker (EDFA optisk forsterker)
Du har kjøpt enerbiumdopet fiberforsterker(EDFA optisk forsterker) med en spesifikasjon på 30 dB forsterkning og en metningsutgangseffekt på +20 dBm.
Koble til et 0dBm inngangslys og les av en utgang på +27dBm. Du kan beregne at 30-3=27, og forsterkningen er ikke et problem.
Men hva om du legger inn -20 dBm? Den nominelle forsterkningen på 30 dB betyr at utgangen skal være +10 dBm, men den faktiske målingen er bare +7 dBm – hele 3 dB mindre. Dette er ikke et kvalitetsproblem. 30 dB er den lille signalforsterkningen, mens ASE-støy og støytall forbruker forsterkningen din. Faktisk faller den målte forsterkningen ofte under den nominelle forsterkningen, noe som tydeliggjør at dette fenomenet ikke er et kvalitetsproblem for utstyret, men snarere bestemt av forsterkerens arbeidsmekanisme.

Liten signalforsterkning ≠ faktisk forsterkning:

1. Kjernemotsigelse: Forsterkningen som er angitt på spesifikasjonsarket (f.eks. 30 dB) er en liten signalforsterkning, som er den ideelle måleverdien når inngangssignaleffekten er svært lav (f.eks. -20~-30 dBm) og ved nominell pumpeeffekt. Dette tilsvarer ikke den faktiske forsterkningen når inngangssignaleffekten er høy i praktiske applikasjoner.
2. Hovedårsaken til reduksjonen i gevinst:
2.1 Forsterkningsmetning: Etter hvert som inngangssignaleffekten øker, øker EDFAOptisk forsterkergår inn i metningsområdet, noe som fører til at forsterkningen reduseres fra maksimumsverdien.
2.2 Avledning av ASE-støy: Forsterket spontan emisjonsstøy (ASE) konkurrerer med signallys og bruker begrenset pumpekraft. Jo sterkere ASE-støyen er, desto lavere er den effektive forsterkningen som brukes til å forsterke signallyset. Dette er en av de grunnleggende grunnene til at den målte forsterkningen er lavere enn den nominelle verdien.
2.3 Kvantitativt forhold: Jo høyere inngangssignaleffekt, desto større er kompresjonen av den faktiske forsterkningen (G_actual) sammenlignet med den lille signalforsterkningen (G_small). Kompresjonsmengden kommer hovedsakelig fra metningskompresjon (Δ G_sat) og forsterkning fra ASE-støyforbruk (Δ G_ASE). For eksempel, når inngangseffekten er 0 dBm, er det vanlig at den målte forsterkningen er mer enn 3 dB lavere enn den nominelle verdien.
3. Forslag til ingeniørpraksis:
3.1 Koblingsbudsjett: Liten signalforsterkning bør ikke brukes direkte til beregning, men en mer realistisk formel for koblingsbudsjett bør tas i bruk:
P_ut ≈ P_inn+G_liten-NF-3dB (sikkerhetsmargin)
Blant dem er NF støytallet (typisk verdi 4–6 dB).
3.2 Omvendt kalibrering: Hvis den målte utgangseffekten ikke samsvarer med formelbudsjettet, kan formelen brukes til å beregne det faktiske systemstøytallet (NF) i omvendt rekkefølge, noe som muliggjør mer nøyaktig lenkedesign og kalibrering.

Konklusjon: Ved evaluering og brukEDFAFor optiske forsterkere må ingeniører være oppmerksomme på inngangssignaleffekten og forstå egenskapene til forsterkningskompresjon under høye signalforhold. Når man designer lenken, bør budsjettet baseres på den faktiske inngangseffekten og ingeniørformler som inkluderer støyfaktor og sikkerhetsmargin, i stedet for bare å stole på den nominelle verdien av liten signalforsterkning på spesifikasjonsarket. Etter å ha mottatt den optiske EDFA-forsterkeren, spør først hva inngangseffekten er, og bruk deretter lenkebudsjettformelen til å beregne forventet utgang. Ikke bruk liten signalforsterkning for full effektbudsjettering.