波長 - 分割多重化（WDM）システムは、単一の光ファイバーにわたって異なる波長で複数の光信号を同時に透過することにより、光学通信の分野に革命をもたらしました。このテクノロジーは、ファイバーの収容能力 - 光学ネットワークのデータを大幅に増加させます。 WDMシステムで重要な役割を果たす重要なコンポーネントの1つは、光アンプです。さまざまなタイプの光アンプの中で、エルビウム - ドープされた繊維アンプ（EDFA）がゲームとして登場しました - チェンジャー。このブログでは、EDFAアンプサプライヤーとして、EDFAアンプをWDMシステムで使用できるかどうかを掘り下げ、その利点、制限、および実用的なアプリケーションを調査します。
WDMシステムの理解
WDMシステムでのEDFAの使用について議論する前に、WDMテクノロジーの基本を理解することが不可欠です。 WDMシステムは、2つの主要なタイプに分類されます。粗波長 - 分裂多重化（CWDM）と密な波長 - 分割多重化（DWDM）。 CWDMは通常、より大きなチャネル間隔（例えば、20 nm）を持ち、データレートが比較的低い短い〜中距離アプリケーションに適しています。一方、DWDMは、はるかに小さなチャネル間隔（例えば、0.8 nmまたは0.4 nm）を持ち、長距離、高容量伝送に使用されます。
WDMの背後にある重要な原理は、それぞれが異なる波長で動作し、伝送用の単一のファイバーに動作する複数の光学信号を組み合わせることです。受信側では、これらの信号は、さらなる処理のために個々の波長に戻ります。この多重化および非複数のプロセスにより、単一のファイバーで送信できるデータの量を大幅に増加させることができます。
EDFAアンプ：概要
anEDFAファイバーアンプエルビウム - ドープ繊維をゲイン媒体として使用する光アンプです。エルビウムは、光ファイバにドープし、特定の波長（通常は980 nmまたは1480 nm前後）で光で汲み上げられると、C-帯域（1530-1565 nm）およびL-帯域（1565-1625 nm）の光信号を増幅できるまれな地球要素です。これらのバンドは、シリカ光ファイバーの低損失ウィンドウと一致するため、光学通信で特に重要です。
EDFAの増幅プロセスは、刺激放出に基づいています。繊維のエルビウムイオンがエネルギーで汲み上げられると、彼らはより高いエネルギーレベルに興奮します。適切な波長の着信光信号がドープされた繊維を通過すると、励起されたエルビウムイオンを刺激して、着信信号とともに位相にある光子を放出し、信号増幅をもたらします。
WDMシステムでEDFAを使用することの利点
1。ブロードバンド増幅
WDMシステムにおけるEDFAの最も重要な利点の1つは、ブロードバンド増幅を提供できることです。 EDFAは、C -BandとL -Band内で複数の波長を同時に増幅できます。これは、WDMシステムでは、これらのバンド内で動作するすべてのチャネルを、各チャネルに個別のアンプを必要とせずに増幅できることを意味します。たとえば、多数のチャネルを備えたDWDMシステムでは、EDFAはこれらすべてのチャネルを一度に増幅し、システムの設計とコストの削減を簡素化できます。
2。高ゲインと低ノイズ
EDFAは、通常20〜40 dBの範囲で高いゲインを提供します。これは、WDMシステムでの長い距離送信中に発生した損失を補うのに十分です。さらに、彼らは比較的低いノイズの数値を持っています。低ノイズは、各チャネルの信号とノイズ比（SNR）が許容レベルに維持されることを保証するため、WDMシステムで重要です。優れたSNRは、特に高速および長距離アプリケーションで、正確なデータ送信と受信に不可欠です。
3。光ファイバーとの互換性
EDFAは繊維 - 光学技術に基づいているため、既存のファイバー - 光学ネットワークと非常に互換性があります。ファイバーインフラストラクチャを大幅に変更する必要なく、WDMシステムに簡単に統合できます。これにより、既存のWDMネットワークをアップグレードおよび拡張するための実用的な選択肢になります。
4。平坦さを獲得します
モダンなEDFAは、増幅された帯域幅全体で良いゲインの平坦性を持つように設計されています。ゲインフラットネスとは、増幅バンド内のすべての波長にわたるゲインの均一性を指します。 WDMシステムでは、一部のチャネルでの信号分解を避けるために、すべてのチャネルを等しく増幅することが重要です。適切な設計とゲインの使用 - フィルターの平坦化により、EDFAは優れたゲインの平坦さを実現し、すべてのチャネルで一貫したパフォーマンスを確保できます。
WDMシステムにおけるEDFAの制限
1。限られた帯域幅
EDFAはC -BANDおよびL -BANDの信号を増幅することができますが、帯域幅はまだ限られています。場合によっては、より広い範囲の波長を増幅する必要がある場合、追加のアンプまたは技術が必要になる場合があります。たとえば、WDMシステムがS-バンド（1460-1530 nm）で動作する必要がある場合、EDFAだけが増幅を提供できず、ラマンアンプなどの他のタイプのアンプを組み合わせて使用する必要があります。
2。飽和を獲得します
EDFAは、入力電力が高すぎると飽和度を発生させることができます。獲得飽和は、刺激された放射に利用可能な励起エルビウムイオンの数が限られている場合に発生し、入力電力のさらなる増加は出力電力の比例的な増加をもたらさない。 WDMシステムでは、1つまたは複数のチャネルが非常に高い入力電力を持っている場合、EDFAの飽和を引き起こし、他のチャネルの増幅に影響を与える可能性があります。
3。偏光 - 依存ゲイン（PDG）
偏光 - 依存ゲインは、EDFAのもう1つの制限です。 EDFAのゲインは、入力信号の偏光状態によって異なります。異なる偏光状態を持つ複数のチャネルが存在する可能性のあるWDMシステムでは、PDGはチャネルの不平等な増幅につながり、信号の分解をもたらす可能性があります。 EDFAのPDGを最小限に抑えるには、特別な技術とコンポーネントが必要です。
WDMシステムにおけるEDFAの実用的なアプリケーション
1。長い - 通信ネットワークを運ぶ
長期にわたる電気通信ネットワークでは、WDMシステムを使用して、数千キロにわたって大量のデータを送信します。 EDFAは、繊維損失を補うためにこれらのネットワークで広く使用されています。たとえば、トランス - 海洋繊維 - 光学ケーブルでは、EDFAがケーブルに沿って定期的に配置され、信号を増幅し、信号強度を維持します。ブロードバンド増幅とEDFAの高いゲインにより、そのようなアプリケーションに最適です。
2。メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）
MANは、ローカルエリアネットワーク（LAN）よりも大きな地理的エリアをカバーしていますが、広いエリアネットワーク（WAN）よりも小さいです。 MANのWDMシステムは、都市または地域内の異なる場所間で高い容量の接続性を提供するために使用されます。これらのシステムでEDFAを使用して、信号を増幅し、ネットワークのリーチを拡張できます。16ポートエルビウムドープ繊維アンプこれらのネットワークの比較的高い密度チャネル要件に適した複数のチャネルを同時に処理できるため、MANで特に役立ちます。
3。データセンター
データセンターには、サーバー、ストレージシステム、ネットワークスイッチ間の高い速度と高容量の接続が必要です。 WDMシステムは、これらの要件を満たすためにデータセンターでますます使用されています。 EDFAは、データセンターネットワーク内の光信号を増幅し、信頼性が高く効率的なデータ送信を確保するために使用できます。
結論
結論として、EDFAアンプは、波長 - 分割多重（WDM）システムで効果的に使用できます。ブロードバンド増幅、高いゲイン、低ノイズ、およびファイバーとの互換性 - 光学ネットワークにより、長距離および短い距離WDMアプリケーションの両方で貴重なコンポーネントになります。ただし、制限帯域幅、ゲイン飽和、偏光など、システム設計で慎重に検討する必要がある依存ゲインなど、いくつかの制限があります。
EDFAアンプサプライヤーとして、WDMシステムの特定の要件を満たす高品質のEDFAを提供することの重要性を理解しています。当社の製品は、高ゲイン、低ノイズ、優れたゲインの平坦さなど、優れたパフォーマンスを提供するように設計されています。 EDFAアンプをWDMシステムに組み込むことに興味がある場合、または当社の製品についてご質問がある場合は、詳細な議論と調達についてお問い合わせください。あなたの光学通信ネットワークのパフォーマンスと容量を強化するために、お客様と協力することを楽しみにしています。
参照
- Agrawal、GP（2002）。ファイバー - 光学通信システム。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Ramaswami、R.、Sivarajan、Kn、＆Mukherjee、B。（2018）。光ネットワーク：実用的な視点。モーガン・カウフマン。
- シニア、JM、＆Jamro、私（2009）。光ファイバー通信：原則と実践。ピアソン教育。