Instrucións especiais para amplificador de fibra dopada con erbio (amplificador óptico EDFA)

Instrucións especiais para amplificadores de fibra dopados con erbio (Amplificador óptico EDFA)
Compraches un/unhaamplificador de fibra dopado con erbio(Amplificador óptico EDFA) cunha especificación de ganancia de 30 dB e unha potencia de saída de saturación de +20 dBm.
Conecta unha luz de entrada de 0 dBm e le unha saída de +27 dBm. Podes calcular que 30 - 3 = 27 e a ganancia non é un problema.
Pero que ocorre se introduces -20 dBm? A ganancia nominal de 30 dB significa que a saída debería ser de +10 dBm, pero a medición real é só de +7 dBm, 3 dB menos. Isto non é un problema de calidade. 30 dB é a ganancia do sinal pequeno, mentres que o ruído e a cifra de ruído ASE consomen a túa ganancia. De feito, a ganancia medida adoita caer por debaixo da ganancia nominal, o que aclara que este fenómeno non é un problema de calidade do equipo, senón que está determinado polo mecanismo de funcionamento do amplificador.

Ganancia de sinal pequena ≠ ganancia real:

1. Contradición central: a ganancia indicada na folla de especificacións (por exemplo, 30 dB) é unha ganancia de sinal pequena, que é o valor de medición ideal cando a potencia do sinal de entrada é moi baixa (por exemplo, -20~-30 dBm) e á potencia nominal da bomba. Isto non é igual á ganancia real cando a potencia do sinal de entrada é alta en aplicacións prácticas.
2. A principal razón da diminución da ganancia:
2.1 Saturación de ganancia: A medida que aumenta a potencia do sinal de entrada, o EDFAAmplificador ópticoentra na rexión de saturación, facendo que a ganancia diminúa desde o seu valor máximo.
2.2 Desviación do ruído ASE: o ruído de emisión espontánea amplificada (ASE) compite coa luz de sinal e consome unha potencia de bombeo limitada. Canto máis forte sexa o ruído ASE, menor será a ganancia efectiva utilizada para amplificar a luz de sinal. Esta é unha das razóns fundamentais polas que a ganancia medida é inferior ao valor nominal.
2.3 Relación cuantitativa: Canto maior sexa a potencia do sinal de entrada, maior será a compresión da ganancia real (G_real) en comparación coa pequena ganancia do sinal (G_small). A cantidade de compresión provén principalmente da compresión de saturación (Δ G_sat) e da ganancia do consumo de ruído ASE (Δ G_ASE). Por exemplo, cando a potencia de entrada é de 0 dBm, é común que a ganancia medida sexa máis de 3 dB inferior ao valor nominal.
3. Suxestións prácticas de enxeñaría:
3.1 Orzamento de enlace: Non se debe usar directamente unha pequena ganancia de sinal para o cálculo, senón que se debe adoptar unha fórmula de orzamento de enlace máis realista:
P_saída ≈ P_entrada+G_pequena-NF-3dB (marxe de seguridade)
Entre elas, NF é a cifra de ruído (valor típico de 4-6 dB).
3.2 Calibración inversa: Se a potencia de saída medida non coincide co orzamento da fórmula, esta pódese usar para calcular a cifra de ruído (NF) real do sistema á inversa, o que permite un deseño e unha calibración da ligazón máis precisos.

Conclusión: Ao avaliar e usarEDFAAmplificador óptico: os enxeñeiros deben prestar atención á potencia do sinal de entrada e comprender a característica da compresión da ganancia en condicións de sinal alto. Ao deseñar a ligazón, o orzamento debe basearse na potencia de entrada real e nas fórmulas de enxeñaría que inclúen o factor de ruído e a marxe de seguridade, en lugar de confiar simplemente no valor nominal da pequena ganancia de sinal na folla de especificacións. Despois de recibir o amplificador óptico EDFA, primeiro pregunte cal é a potencia de entrada e, a continuación, use a fórmula do orzamento da ligazón para calcular a saída esperada. Non use unha pequena ganancia de sinal para o orzamento de potencia completa.