Как GFF и WDM служат волоконно-оптическим усилителям

Модули EDFA обычно используются в волоконно-оптических системах связи для восстановления оптического сигнала после его передачи на определенное расстояние. Традиционно для этой задачи использовалось электронное усиление: оптический сигнал преобразуется в электрический, усиливается этот сигнал, а затем переводится обновленный электрический сигнал обратно в оптический.

Однако в модулях EDFA (пассивные усилители) используется волокно, легированное эрбием, чтобы исключить необходимость передачи сигнала из оптического в электрический и обратно. Оптический сигнал усиливается внутри волокна с помощью лазера, работающего на длине волны 980 или 1480 нм и используемого для возбуждения атомов эрбия, которые затем испускают большое количество фотонов при срабатывании гораздо более слабого входящего оптического сигнала на тех же длинах волн, что и входящий сигнал. В результате на выходе EDFA образуется усиленная версия входного сигнала.

Большинство телекоммуникационных длин волн работают в C-диапазоне (1520–1570 нм) или L-диапазоне (1570–1620 нм), и лазер накачки, воздействующий на сигнал, нарушит эту точную длину волны, что особенно проблематично для оптоволокна, принимающего несколько каналов связи.

В традиционных модулях EDFA для коррекции выходного сигнала EDFA применяется пара компонентов фильтра. GFF используется для «сглаживания» или выравнивания исходящего усиленного сигнала. Этот фильтр работает в тандеме с мультиплексором с разделением по длине волны (WDM), блокирующим длину волны 980 нм (или блокирующим длину волны 1480 нм), последний используется для минимизации помех, вызываемых лазером накачки.

Что такое гибридный фильтр, выравнивающий усиление, и какие преимущества он предлагает?

Гибридный GFF, сочетающий в себе функциональность WDM и GFF в одном компоненте. В частности, гибридный GFF может блокировать лазер накачки от света в диапазоне примерно 980 или 1480 нм, обеспечивая при этом выравнивание усиления для усиления светового сигнала — без необходимости использования дополнительного фильтра, блокирующего длину волны накачки.

Более того, гибридный GFF может быть спроектирован так, чтобы пропускать или блокировать другие длины волн в диапазоне от 900 до 1700 нм.

Важно отметить, что ни базовый GFF, ни WDM не являются тривиальными компонентами с точки зрения проектирования и производства. Таким образом, объединение их в один компонент, который стоит меньше, чем два отдельных фильтра – при этом не допуская компромиссов в однополосной или многополосной производительности – непростая задача.

Наиболее очевидным преимуществом Hybrid GFF является существенная экономия средств; Гибридный GFF стоит немногим дороже базового GFF, предлагая при этом функциональность двух компонентов. Помимо устранения стоимости отдельного WDM, использование гибридного GFF снижает сложность конструкции системы за счет исключения ненужного элемента.

Кроме того, отказ от отдельного WDM приводит к более компактным размерам EDFA и других оптических усилителей в целом, независимо от того, пытаетесь ли вы уменьшить размер оборудования или добиться большего в том же пространстве.

С точки зрения количественных показателей производительности гибридные GFF также превосходны.