Aplicaciones EDFA: guía de implementación de amplificadores, en línea y preamplificadores-

 

Comience con el problema de amplitud, no con el nombre del amplificador

 

Una decisión EDFA confiable comienza a partir de la pérdida de amplitud, no de la etiqueta del amplificador. Una ruta monomodo- de 100 km a alrededor de 0,2 dB/km ya consume alrededor de 20 dB antes de que se agreguen la pérdida del conector, los paneles de conexión, la pérdida de inserción MUX/DEMUX, la compensación de dispersión, el margen de envejecimiento y el margen de reparación. En la práctica, una vez que la pérdida total planificada se acerca a 25–30 dB, normalmente dejamos de tratar el EDFA como un accesorio opcional y comenzamos a verificar si es necesaria la colocación de un amplificador,-en línea o pre-.

 

Un EDFA es atractivo porque admite amplificación de señal óptica sin regeneración de OEO. En lugar de convertir cada longitud de onda en una señal eléctrica y viceversa, un amplificador óptico puede generar un grupo completo de canales de banda C-, razón por la cual las aplicaciones EDFA se volvieron fundamentales para el transporte WDM y DWDM.

 

Pero esta conclusión sólo es válida cuando la señal original todavía tiene OSNR utilizable. Un EDFA no soluciona la dispersión, los conectores sucios, la mala planificación de la energía de lanzamiento, el mal equilibrio de canales o la falta de coincidencia del receptor. Le da al enlace más potencia óptica y cambia el perfil OSNR. Si eso ayuda o perjudica depende de dónde esté instalado el amplificador y de qué tan cerca esté el sistema del nivel de ruido.

 

Nuestra posición práctica es clara: para el abastecimiento B2B DWDM, la "alta ganancia" no es automáticamente mejor. Un EDFA de 17 a 23 dB colocado correctamente con potencia de salida controlada y una figura de ruido adecuada suele ser más valioso que un amplificador sobredimensionado que empuja el enlace hacia efectos no lineales, ganancia de inclinación o riesgo para la seguridad.

 

Amplificador, en-línea o pre-amplificador: la lógica de implementación

 

El mapa de aplicaciones EDFA más sencillo tiene tres posiciones, pero cada una resuelve un problema diferente. Tratarlos como intercambiables es uno de los errores comunes en la planificación-DWDM a largo plazo.

 

Posición de EDFA	donde se sienta	trabajo principal	Prioridad típica	Error común
EDFA de refuerzo	Después del transmisor, transpondedor, MUX o salida del interruptor	Aumenta la potencia de lanzamiento en el tramo de fibra.	Alta potencia de salida, ganancia estable, uniformidad en todos los canales	Usar demasiada potencia de lanzamiento y crear penalizaciones no lineales
En-línea EDFA	Entre dos tramos de fibra o en un sitio intermedio	Compensa la pérdida de amplitud antes de que la señal caiga demasiado cerca del nivel de ruido.	Ganancia equilibrada, baja figura de ruido, monitorización remota	Colocarlo demasiado tarde y luego amplificar el ruido con la señal débil.
Pre-preamplificador EDFA	Antes del receptor, DEMUX o entrada del receptor coherente	Elimina las señales débiles antes de la detección.	Figura de ruido baja, soporte de sensibilidad del receptor	Esperando que un pre-amplificador solucione un OSNR deficiente que ya se perdió en el proceso anterior

 

Normalmente se utiliza un EDFA de refuerzo cuando la señal del lado del transmisor-ya ha perdido potencia a través de componentes pasivos. En un sistema DWDM, el MUX por sí solo puede consumir varios dB y el grupo de canales combinado debe ingresar a la fibra con suficiente potencia para sobrevivir el primer tramo. Un amplificador EDFA para DWDM generalmente necesita una alta potencia de salida y una buena planitud de ganancia, mientras que el ruido ultra-bajo es menos crítico que en un amplificador del lado de recepción- porque la señal de entrada sigue siendo relativamente fuerte.

 

Se utiliza un EDFA en-línea cuando la ruta tiene demasiadas pérdidas para-la amplificación del punto final únicamente. Como regla general, los tramos de 80 a 100 km a menudo necesitan una verificación en línea, y el umbral se mueve antes si la pérdida de inserción MUX/DEMUX, la pérdida de paso OADM-, el recuento de empalmes o los parches antiguos ya consumen 5 dB o más antes de que la atenuación de la fibra se cuente por completo. El punto exacto todavía necesita un mapa de enlaces, pero el juicio por defecto no debería ser "depende". Debería ser: calcular en-la ubicación de la línea antes de que la señal caiga demasiado cerca del nivel de ruido.

 

Un preamplificador-EDFA se encuentra cerca del lado receptor y se elige por su baja figura de ruido. Su trabajo no es "hacer que todo sea poderoso". Su trabajo es captar una señal óptica débil pero aún utilizable antes de la detección del receptor. Esta es la razón por la que a menudo se prefiere el bombeo de 980 nm en diseños EDFA de bajo-ruido. RP Photonics señala que los EDFA comúnmente usan longitudes de onda de bombeo de alrededor de 980 nm y 1480 nm, y el bombeo de 980 nm a menudo se asocia con un funcionamiento de bajo-ruido en diseños de pre-amplificador (Fotónica RP).

 

 

La decisión puede revertirse en casos extremos. Si una ruta de 80 km pierde la mayor parte de su margen en el lado del transmisor debido a un MUX pasivo, un amplificador puede resolver el principal problema presupuestario. Si la misma ruta llega débil después de la pérdida de DEMUX, un pre-amplificador puede ser más importante. Si la pérdida de amplitud total supera los 25 a 30 dB, depender únicamente de un preamplificador-del extremo lejano-a menudo es demasiado tarde porque es posible que OSNR ya esté dañado en sentido ascendente. Es por eso que solicitamos la pérdida total de fibra, la pérdida pasiva y el umbral del receptor antes de recomendar un amplificador,-EDFA en línea o EDFA preamplificador.

 

Para una comparación más profunda del comportamiento de EDFA, SOA y Raman bajo diferentes restricciones del sistema, también puede revisar nuestroComparación de amplificadores ópticos EDFA, SOA y Raman.

 

Aplicaciones EDFA por escenario de red real

 

Las aplicaciones de EDFA se ven diferentes en una red troncal submarina, un anillo metropolitano DWDM, una red de distribución CATV y una ruta de retorno 5G. El principio del amplificador es similar, pero el riesgo de implementación no lo es.

 

EDFA submarino para enlaces DWDM de largo-recorrido

 

En los sistemas submarinos y{0}}de larga distancia, la cifra exacta importa. Los diseños submarinos repetidores pueden evaluar la amplificación óptica en intervalos de entre 50 y 100 km, pero el espaciamiento exacto depende de la pérdida de fibra, el objetivo de capacidad, los límites de alimentación de energía, el diseño del repetidor y el margen del sistema. La guía de diseño de cables submarinos de la UIT-T también analiza las configuraciones de bombas-láser redundantes y cálculos de confiabilidad de vida útil de 25-años para repetidores submarinos, razón por la cual las decisiones de EDFA submarino se centran menos en la simple ganancia y más en la confiabilidad a largo plazo (UIT-T G.Suppl.41).

 

Para los enlaces terrestres-de larga distancia, es más fácil acceder a los sitios de amplificadores intermedios, pero el espaciado aún está limitado por las cabañas, la energía, los derechos de ruta de fibra y el diseño de protección. La regla útil es la siguiente:-la planificación EDFA a largo plazo debe proteger OSNR antes de que colapse, no después. Si se agrega un amplificador sólo después de que la señal se vuelve demasiado débil, aumenta tanto la señal como el ruido acumulado. Es por eso que la ubicación-de EDFA en línea es una decisión-de diseño del enlace, no una idea de último momento en la compra.

 

Metro EDFA para anillos DWDM y redes regionales

 

Es posible que un anillo DWDM metropolitano de 40 km aún necesite amplificación si los componentes pasivos consumen el presupuesto antes que la fibra. Los ROADM, OADM, paneles de conexión, módulos MUX/DEMUX y conectores antiguos pueden consumir suficiente margen como para que la distancia por sí sola se convierta en un indicador engañoso.

 

Aquí es donde muchas aplicaciones metropolitanas de EDFA se vuelven más sutiles. En un intervalo claro-a-puntos, la decisión de EDFA puede parecer fácil. En un anillo con nodos de adición/eliminación y conmutación de protección, la carga de canales cambia con más frecuencia y el amplificador debe permanecer estable cuando se agregan, eliminan o redirigen longitudes de onda.

 

EDFA para DCI y enlaces de campus de 40 a 120 km

 

Los proyectos DCI generalmente se preocupan por la implementación predecible, el factor de forma compacto, la entrega rápida y la compatibilidad con ópticas de velocidad 100G, 200G, 400G o superior-. Para DCI de 40 a 120 km o transporte de campus-a-campus, una aplicación EDFA típica es ampliar el presupuesto de energía del enlace de un sistema DWDM u OTN sin construir un sitio de regeneración completo.

 

Implementación del amplificador CATV EDFA

 

Un amplificador CATV EDFA a menudo se juzga primero por la potencia de salida, pero el punto de falla suele ser el conector, no el chasis del amplificador. La distribución de alta-potencia descendente puede alimentar múltiples nodos ópticos desde una cabecera, por lo que la salida por puerto, el balance de puerto, la limpieza del conector y el control de la reflexión son tan importantes como los dBm totales.

 

Se debe evaluar la potencia de salida de un EDFA CATV, el número de puertos, la planicidad, el impacto de la portadora-a-el ruido y la estabilidad en todo el rango de longitud de onda operativa. La elección incorrecta es centrarse solo en la potencia de salida total e ignorar el equilibrio por puerto-y la limpieza del conector.

 

EDFA de backhaul 5G para agregación de acceso

 

En el backhaul 5G, la suposición predeterminada no debería ser "usar el refuerzo más potente". Las pérdidas a menudo se concentran en la distribución pasiva, la conexión del gabinete y la agregación de acceso lateral al receptor, por lo que la colocación de un preamplificador compacto EDFA o un EDFA de refuerzo moderado suele ser más práctico que una unidad de alta-potencia insertada en cada ruta.

 

EDFA de banda L-para expansión de capacidad

 

Cuando un sistema de banda C-se acerca a su capacidad de canales, los operadores pueden evaluar la expansión de la banda L-o diseños de amplificación híbrida. EDFA puede admitir variantes de banda C-y banda L-, pero el perfil de ganancia, el comportamiento del ruido y el diseño del amplificador no son idénticos.

 

Los peligros que nadie pone en la hoja de datos

 

La implementación de EDFA de alta-potencia tiene aspectos de seguridad y confiabilidad que muchas páginas de productos omiten. Esto no es sólo una precaución legal. Afecta la vida útil del conector, el mantenimiento en campo, la estabilidad del servicio y la protección del equipo.

 

 

El primer riesgo es el fusible de fibra. RP Photonics describe la fusión de fibra como un efecto destructivo en el que el plasma caliente se propaga a través del núcleo de la fibra y puede ocurrir en fibra monomodo-estándar a niveles de potencia sorprendentemente bajos, a veces por debajo de 1 W. También señala que los amplificadores de fibra de alta-potencia están particularmente en riesgo y necesitan medidas de confiabilidad adecuadas (Fotónica RP).

 

El segundo riesgo es la contaminación del extremo del conector.- MicroCare explica que los láseres de alta-potencia pueden dañar las redes de fibra cuando la contaminación en el extremo de la fibra absorbe energía óptica, la convierte en calor y daña el vidrio; También señala que el daño puede extenderse más allá del área del conector hacia la fibra (MicroCuidado).

 

Cómo especificar y obtener el EDFA adecuado

 

Una buena especificación de amplificador de fibra dopada con erbio-se debe escribir desde el enlace hacia atrás. Comience con el objetivo de tramo, la pérdida pasiva, el tipo de fibra, el plan de canales, el tipo de transceptor, el umbral del receptor y el requisito de OSNR. Luego defina la posición del amplificador.

 

Artículo de especificación	Por qué es importante en las aplicaciones EDFA
Banda operativa	Confirma la compatibilidad de banda C-, banda L-o banda-extendida con el plan de canales.
rango de ganancia	Determina si el amplificador puede compensar la pérdida real del enlace sin sobrecargar el tramo.
Potencia de salida	Importante para los impulsores y la distribución de CATV, pero debe equilibrarse con los riesgos no lineales y de seguridad.
figura de ruido	Esencial para pre-amplificadores,-ubicaciones en línea y preservación de OSNR de largo-recorrido
Ganar planitud	Previene el desequilibrio de longitud de onda en sistemas DWDM multi-canal
Rango de potencia de entrada	Garantiza un funcionamiento estable bajo una carga de canal realista
modo de control	AGC, APC u otros modos afectan los cambios de canal en vivo y el comportamiento transitorio
Funciones de seguridad	El apagado de bombas, las alarmas y la reducción de energía protegen a las personas, los conectores y los equipos.
Interfaz de gestión	Las interfaces SNMP, web, serie u otras ayudan a los equipos de NOC a monitorear el estado del amplificador
Diseño ambiental	La refrigeración, la redundancia de energía y las alarmas de temperatura afectan la estabilidad a largo plazo-

 

Para las adquisiciones B2B, la señal de alerta no es un precio bajo en sí mismo. La señal de alerta es un proveedor que no puede explicar por qué el EDFA debería ser un amplificador, una unidad-en línea o un preamplificador-para su ruta exacta. Si la respuesta es sólo "una mayor potencia de salida es más segura", la propuesta no está lista para su aprobación.

 

FB-LINK fabrica módulos ópticos desde 2008 y admite DWDM, DCI y proyectos ópticos-de largo alcance con un entorno de producción limpio de 1600㎡, 200+ personal, procesos que cumplen con ROHS-y experiencia en el servicio a 180+ clientes. En el abastecimiento de EDFA, la parte útil de esa experiencia no es sólo el tamaño de la empresa; es la capacidad de revisar módulos ópticos, pérdidas MUX/DEMUX, objetivos de intervalo DCI/OTN y ubicación del amplificador juntos en lugar de citar cada elemento de forma aislada.

 

Si está planificando un tramo de 80 km, 120 km o DWDM personalizado, envíe la pérdida de fibra, la pérdida MUX/DEMUX, el recuento de longitudes de onda y el tipo de transceptor. Podemos ayudarle a combinar las configuraciones de amplificador,-en línea o pre-de nuestroGama de productos de amplificadores ópticos EDFApara que la unidad no sea demasiado grande,-infravalorada o colocada donde no pueda proteger OSNR.

 

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