הוראות מיוחדות למגבר סיבים מסומם בארביום (מגבר אופטי EDFA)

הוראות מיוחדות למגבר סיבים מסומם בארביום (מגבר אופטי EDFA)
רכשת אמגבר סיבים מסומם בארביום(מגבר אופטי EDFA) עם מפרט של הגבר של 30dB והספק יציאה רוויה של +20dBm.
חברו נורת קלט של 0dBm וקראו פלט של +27dBm. ניתן לחשב ש-30-3=27, וההגבר אינו מהווה בעיה.
אבל מה אם תכניסו 20dBm-? ההגבר הנומינלי של 30dB פירושו שהפלט אמור להיות +10dBm, אבל המדידה בפועל היא רק +7dBm - 3dB פחות. זו לא בעיית איכות. 30dB הוא הגבר האות הקטן, בעוד שרעש ASE ודמות הרעש צורכים את ההגבר שלכם. למעשה, ההגבר הנמדד נופל לעתים קרובות מתחת להגבר הנומינלי, מה שמבהיר שתופעה זו אינה בעיית איכות של הציוד, אלא נקבעת על ידי מנגנון העבודה של המגבר.

הגבר אות קטן ≠ הגבר בפועל:

1. סתירה בליבת המכשיר: ההגבר המצוין בגיליון המפרט (לדוגמה 30dB) הוא הגבר אות קטן, שהוא ערך המדידה האידיאלי כאשר עוצמת אות הקלט נמוכה מאוד (לדוגמה -20~-30dBm) ובהספק המשאבה המדורג. ערך זה אינו שווה להגבר בפועל כאשר עוצמת אות הקלט גבוהה ביישומים מעשיים.
2. הסיבה העיקרית לירידה ברווח:
2.1 רוויה בהגבר: ככל שעוצמת אות הקלט עולה, ה-EDFAמגבר אופטינכנס לאזור הרוויה, מה שגורם להגבר לרדת מערכו המקסימלי.
2.2 הסטת רעש ASE: רעש פליטה ספונטנית מוגבר (ASE) מתחרה באור האות וצורך הספק משאבה מוגבל. ככל שרעש ה-ASE חזק יותר, כך ההגבר האפקטיבי המשמש להגברת אור האות נמוך יותר. זוהי אחת הסיבות הבסיסיות לכך שההגבר הנמדד נמוך מהערך הנומינלי.
2.3 קשר כמותי: ככל שעוצמת אות הקלט גבוהה יותר, כך גדלה הדחיסה של ההגבר בפועל (G_actual) בהשוואה להגבר האות הקטן (G_small). כמות הדחיסה נובעת בעיקר מדחיסת רוויה (Δ G_sat) והגבר מצריכת רעש ASE (Δ G_ASE). לדוגמה, כאשר הספק הקלט הוא 0dBm, מקובל שההגבר הנמדד יהיה נמוך ביותר מ-3dB מהערך הנומינלי.
3. הצעות לתרגול הנדסי:
3.1 תקציב קישור: אין להשתמש ישירות בהגבר אות קטן לחישוב, אלא יש לאמץ נוסחת תקציב קישור ריאליסטית יותר:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (מרווח בטיחות)
ביניהם, NF הוא נתון הרעש (ערך טיפוסי 4-6dB).
3.2 כיול הפוך: אם הספק המוצא הנמדד אינו תואם את תקציב הנוסחה, ניתן להשתמש בנוסחה כדי לחשב את נתון רעש המערכת (NF) בפועל בצורה הפוך, ובכך לאפשר תכנון וכיול קישורים מדויקים יותר.

סיכום: בעת הערכה ושימושEDFAבמגבר אופטי, מהנדסים צריכים לשים לב להספק אות הקלט שלהם ולהבין את המאפיינים של דחיסת הגבר בתנאי אות גבוהים. בעת תכנון הקישור, התקציב צריך להתבסס על הספק הקלט בפועל ועל נוסחאות הנדסיות הכוללות את גורם הרעש ומרווח הבטיחות, ולא להסתמך פשוט על הערך הנומינלי של הגבר אות קטן בגיליון המפרט. לאחר קבלת מגבר אופטי EDFA, ראשית יש לשאול מהו הספק הקלט, ולאחר מכן להשתמש בנוסחת תקציב הקישור כדי לחשב את הפלט הצפוי. אין להשתמש בהגבר אות קטן לתקצוב הספק מלא.