Særlige instruktioner til erbiumdoteret fiberforstærker (EDFA optisk forstærker)

Særlige instruktioner til erbiumdoteret fiberforstærker (EDFA optisk forstærker)
Du har købt enerbium-doteret fiberforstærker(EDFA optisk forstærker) med en specifikation på 30 dB forstærkning og en mætningsudgangseffekt på +20 dBm.
Tilslut et 0dBm indgangslys og aflæs et output på +27dBm. Du kan beregne, at 30-3 = 27, og forstærkningen er ikke et problem.
Men hvad nu hvis du indtaster -20 dBm? Den nominelle forstærkning på 30 dB betyder, at outputtet burde være +10 dBm, men den faktiske måling er kun +7 dBm – hele 3 dB mindre. Dette er ikke et kvalitetsproblem. 30 dB er den lille signalforstærkning, mens ASE-støj og støjtal forbruger din forstærkning. Faktisk falder den målte forstærkning ofte under den nominelle forstærkning, hvilket tydeliggør, at dette fænomen ikke er et kvalitetsproblem for udstyret, men snarere bestemt af forstærkerens arbejdsmekanisme.

Lille signalforstærkning ≠ faktisk forstærkning:

1. Kernemodsigelse: Den forstærkning, der er angivet på specifikationsarket (f.eks. 30 dB), er en lille signalforstærkning, hvilket er den ideelle måleværdi, når indgangssignaleffekten er meget lav (f.eks. -20~-30 dBm) og ved den nominelle pumpeeffekt. Dette svarer ikke til den faktiske forstærkning, når indgangssignaleffekten er høj i praktiske anvendelser.
2. Hovedårsagen til faldet i gevinst:
2.1 Forstærkningsmætning: Når indgangssignalets effekt stiger, øges EDFAOptisk forstærkergår ind i mætningsområdet, hvilket får forstærkningen til at falde fra dens maksimale værdi.
2.2 Afledning af ASE-støj: Forstærket spontan emissionsstøj (ASE) konkurrerer med signallys og forbruger begrænset pumpeeffekt. Jo stærkere ASE-støjen er, desto lavere er den effektive forstærkning, der bruges til at forstærke signallyset. Dette er en af ​​de grundlæggende årsager til, at den målte forstærkning er lavere end den nominelle værdi.
2.3 Kvantitativ sammenhæng: Jo højere indgangssignaleffekten er, desto større er kompressionen af ​​den faktiske forstærkning (G_actual) sammenlignet med den lille signalforstærkning (G_small). Kompressionsmængden kommer hovedsageligt fra mætningskompression (Δ G_sat) og forstærkning fra ASE-støjforbrug (Δ G_ASE). For eksempel, når indgangseffekten er 0 dBm, er det almindeligt, at den målte forstærkning er mere end 3 dB lavere end den nominelle værdi.
3. Forslag til ingeniørpraksis:
3.1 Linkbudget: Lille signalforstærkning bør ikke anvendes direkte til beregning, men en mere realistisk linkbudgetformel bør anvendes:
P_out ≈ P_in+G_lille-NF-3dB (sikkerhedsmargin)
Blandt dem er NF støjtallet (typisk værdi 4-6 dB).
3.2 Omvendt kalibrering: Hvis den målte udgangseffekt ikke stemmer overens med formelbudgettet, kan formlen bruges til at beregne det faktiske systemstøjtal (NF) i omvendt rækkefølge, hvilket muliggør mere præcist linkdesign og kalibrering.

Konklusion: Ved evaluering og brugEDFAOptiske forstærkere, ingeniører skal være opmærksomme på deres indgangssignaleffekt og forstå karakteristikken for forstærkningskompression under høje signalforhold. Ved design af linket bør budgettet baseres på den faktiske indgangseffekt og tekniske formler, der inkluderer støjfaktor og sikkerhedsmargin, i stedet for blot at stole på den nominelle værdi af lille signalforstærkning på specifikationsarket. Efter at have modtaget den optiske EDFA-forstærker, skal du først spørge, hvad indgangseffekten er, og derefter bruge linkbudgetformlen til at beregne den forventede output. Brug ikke lille signalforstærkning til fuld effektbudgettering.