คำอธิบาย: เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบโดปเออร์เบียมเครื่องขยายสัญญาณออปติคอล EDFA
เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงแบบโดปเออร์เบียม (EDFAนั่นคือเครื่องขยายสัญญาณออปติกที่มี Er3 + เติมลงในแกนไฟเบอร์ผ่านสัญญาณ) เป็นเครื่องขยายสัญญาณออปติกเครื่องแรกที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันในปี 1985 และเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก ไฟเบอร์ที่เติมเออร์เบียมเป็นไฟเบอร์ชนิดหนึ่งที่มีไอออนเออร์เบียม (Er) ธาตุหายากจำนวนเล็กน้อยในไฟเบอร์ควอตซ์ ซึ่งเป็นแกนของเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบโดปเออร์เบียมตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกิดขึ้นในการวิจัยเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่ผสมเออร์เบียม เทคโนโลยี WDM ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงได้อย่างมาก ถือเป็นเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง
การประยุกต์ใช้: เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงเป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่ขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงโดยตรงในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง ในระบบสื่อสารที่ใช้ใยแก้วนำแสงเป็นเทคโนโลยีที่ขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงโดยตรงโดยไม่แปลงสัญญาณใยแก้วนำแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เติมเออร์เบียม (EDFA Optical Amplifier หรือเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่มีเออร์เบียมไอออน Er3 + ในแกนใยแก้วนำแสงผ่านสัญญาณ) เป็นเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงเครื่องแรกที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันในสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัยโทโฮกุของญี่ปุ่น ซึ่งถือเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง ใยแก้วนำแสงที่เติมเออร์เบียมเป็นใยแก้วนำแสงชนิดหนึ่งที่มีเออร์เบียมไอออน (Er) ธาตุหายากในปริมาณเล็กน้อยในใยแก้วนำแสง ซึ่งเป็นแกนหลักของเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เติมเออร์เบียม ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ความก้าวหน้าครั้งสำคัญได้เกิดขึ้นในการวิจัยเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เติมเออร์เบียม เทคโนโลยี WDM ได้เพิ่มขีดความสามารถในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงอย่างมาก ถือเป็นเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง
พารามิเตอร์พื้นฐาน
ชื่อคำ : เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบโดปเออร์เบียม
คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง:เครื่องขยายสัญญาณออปติคอล
ไฟเบอร์ควอตซ์ที่เจือด้วยธาตุหายาก (เช่น Nd, Er, Pr, Tm เป็นต้น) สามารถสร้างระบบเลเซอร์หลายระดับและขยายสัญญาณแสงอินพุตโดยตรงภายใต้การกระทำของแสงปั๊ม หลังจากให้ข้อเสนอแนะที่เหมาะสมแล้ว ไฟเบอร์เลเซอร์จะถูกสร้างขึ้น ความยาวคลื่นปฏิบัติการของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วย ND คือ 1060 นาโนเมตรและ 1330 นาโนเมตร แต่การพัฒนาและการใช้งานนั้นมีจำกัดเนื่องจากการเบี่ยงเบนจากพอร์ตที่ดีที่สุดของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์และเหตุผลอื่นๆ ความยาวคลื่นปฏิบัติการของ EDFA และ PDFA อยู่ในหน้าต่างการสูญเสียที่ต่ำที่สุด (1550 นาโนเมตร) และความยาวคลื่นการกระจายศูนย์ (1300 นาโนเมตร) ของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกตามลำดับ และ TDFA ทำงานในแบนด์ S ซึ่งเหมาะมากสำหรับการใช้งานระบบสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง EDFA ซึ่งเป็นการพัฒนาที่รวดเร็วที่สุดนั้นใช้งานได้จริง
จากการพัฒนาไฟเบอร์ที่เติมเออร์เบียมเข้าไป ทำให้มีเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ใหม่ๆ เกิดขึ้นมากมาย ตัวอย่างเช่น เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบดูอัลแบนด์ (DBFA) ที่ใช้ไฟเบอร์ที่เติมเออร์เบียมเข้าไปนั้นถือเป็นเครื่องขยายสัญญาณออปติกแบนด์กว้าง และแบนด์กว้างสามารถครอบคลุมแบนด์วิดท์การแบ่งสัญญาณแบบมัลติเพล็กซ์ (WDM) ได้เกือบทั้งหมด ผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกันคือเครื่องขยายสัญญาณออปติกแบนด์กว้างพิเศษ (UWOA) ซึ่งมีแบนด์วิดท์การครอบคลุมเพื่อขยายช่องสัญญาณความยาวคลื่นได้มากถึง 100 ช่องในไฟเบอร์เส้นเดียว
การประยุกต์ใช้งานจริง
การประยุกต์ใช้เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์แบบโดปเออร์เบียม (เครื่องขยายสัญญาณ EDFA) ในระบบสื่อสารดิจิทัลด้วยใยแก้วนำแสงแบบเดิมสามารถช่วยประหยัดอุปกรณ์ทวนสัญญาณออปติคอลได้มาก และเพิ่มระยะการถ่ายทอดสัญญาณได้มาก ซึ่งถือว่ามีนัยสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบสายเคเบิลระยะไกล
การใช้งานหลักๆ มีดังนี้:
1. สามารถใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณระยะทางแสงได้ รีพีทเตอร์ใยแก้วนำแสงแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดมากมาย ตัวอย่างเช่น เมื่อสัญญาณดิจิทัลและสัญญาณอนาล็อกถูกแปลงเป็นกันและกัน ควรเปลี่ยนรีพีทเตอร์ให้เหมาะสม เมื่ออุปกรณ์เปลี่ยนจากความเร็วต่ำเป็นความเร็วสูง ควรเปลี่ยนรีพีทเตอร์ให้เหมาะสม ส่งสัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่นเท่ากันเท่านั้น และโครงสร้างมีความซับซ้อน มีราคาแพง เป็นต้น แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียมสามารถเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ ไม่เพียงแต่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนโหมดสัญญาณเท่านั้น แต่ยังไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเมื่อขยายอุปกรณ์หรือใช้สำหรับการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่นแสง
2. สามารถใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณหลังเครื่องส่งสัญญาณออปติคอลและเครื่องขยายสัญญาณก่อนรับสัญญาณออปติคอล ในฐานะเครื่องขยายสัญญาณหลังเครื่องส่งสัญญาณออปติคอล กำลังส่งของเลเซอร์สามารถเพิ่มจาก 0dB เป็น +10dB ได้ เมื่อใช้เป็นเครื่องขยายสัญญาณก่อนรับสัญญาณออปติคอล ความไวของเลเซอร์ก็สามารถปรับปรุงได้อย่างมากเช่นกัน ดังนั้น จึงตั้งค่าเครื่องขยายสัญญาณที่โดปเออร์เบียมเพียง 1-2 เครื่องบนเส้น และเพิ่มระยะการส่งสัญญาณได้ 100-200 กม.
นอกจากนี้เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ที่โดปเออร์เบียม(เครื่องขยายเสียง EDFA) เพื่อแก้ปัญหา ข้อดีเฉพาะตัวของเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ที่ผสมเออร์เบียมได้รับการยอมรับจากทั่วโลกและถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ที่ผสมเออร์เบียมยังมีข้อจำกัดบางประการ ตัวอย่างเช่น ในการสื่อสารระยะไกลไม่สามารถขึ้นและลงได้ การติดต่อทางธุรกิจของสถานีทำได้ยากขึ้น ไม่ง่ายที่จะค้นหาข้อบกพร่อง อายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดแสงของปั๊มไม่นาน ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก ปัญหาเหล่านี้จะได้รับการแก้ไขอย่างน่าพอใจ
เวลาโพสต์ : 14 มี.ค. 2568