Skema teknis sistem penguat EDFA L-band

1. Serat yang didoping Erbium
Erbium merupakan unsur tanah jarang dengan nomor atom 68 dan berat atom 167,3. Tingkat energi elektronik ion erbium ditunjukkan pada gambar, dan transisi dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi berhubungan dengan proses penyerapan cahaya. Perubahan dari tingkat energi atas ke tingkat energi yang lebih rendah berhubungan dengan proses emisi cahaya.

hal1

2. Prinsip EDFA

hal2

EDFA menggunakan serat doping ion erbium sebagai media penguatan, yang menghasilkan inversi populasi di bawah lampu pompa. Ia menyadari amplifikasi radiasi terstimulasi di bawah induksi cahaya sinyal.
Ion Erbium memiliki tiga tingkat energi. Mereka berada pada tingkat energi terendah, E1, ketika mereka tidak tereksitasi oleh cahaya apapun. Ketika serat terus-menerus tereksitasi oleh laser sumber cahaya pompa, partikel-partikel dalam keadaan dasar memperoleh energi dan bertransisi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Seperti transisi dari E1 ke E3, karena partikel tidak stabil pada tingkat energi E3 yang tinggi, maka partikel tersebut akan dengan cepat jatuh ke keadaan metastabil E2 dalam proses transisi non-radiasi. Pada tingkat energi ini, partikel mempunyai umur bertahan hidup yang relatif lama. Akibat eksitasi terus menerus dari sumber cahaya pompa, jumlah partikel pada tingkat energi E2 akan terus bertambah, dan jumlah partikel pada tingkat energi E1 akan meningkat. Dengan cara ini, distribusi inversi populasi diwujudkan dalam serat yang didoping erbium, dan kondisi untuk mempelajari amplifikasi optik tersedia.
Ketika energi foton sinyal masukan E=hf sama persis dengan perbedaan tingkat energi antara E2 dan E1, E2-E1=hf, partikel dalam keadaan metastabil akan bertransisi ke keadaan dasar E1 dalam bentuk radiasi terstimulasi. Radiasi dan masukan Foton dalam sinyal identik dengan foton, sehingga meningkatkan jumlah foton secara signifikan, menjadikan sinyal optik masukan menjadi sinyal optik keluaran yang kuat dalam serat yang didoping erbium, mewujudkan amplifikasi langsung sinyal optik .

2. Diagram sistem dan pengenalan perangkat dasar
2.1. Diagram skema sistem penguat serat optik L-band adalah sebagai berikut:

hal3

2.2. Diagram skema sistem sumber cahaya ASE untuk emisi spontan serat doped erbium adalah sebagai berikut:

hal4

Pengenalan perangkat

1.ROF -EDFA - Penguat Serat Doped Erbium Daya Tinggi HP

Parameter Satuan Minimal Ketik Maks
Rentang panjang gelombang operasi nm 1525   1565
Rentang daya sinyal masukan dBm -5   10
Daya optik keluaran saturasi dBm     37
Stabilitas daya optik keluaran saturasi dB     ±0,3
Indeks kebisingan @ masukan 0dBm dB   5.5 6.0
Masukan isolasi optik dB 30    
Isolasi optik keluaran dB 30    
Kerugian pengembalian masukan dB 40    
Kerugian pengembalian keluaran dB 40    
Keuntungan yang bergantung pada polarisasi dB   0,3 0,5
Dispersi mode polarisasi ps     0,3
Kebocoran pompa masuk dBm     -30
Kebocoran pompa keluaran dBm     -30
Tegangan operasi V( AC ) 80   240
Jenis serat  

SMF-28

Antarmuka keluaran  

FC/APC

Antarmuka komunikasi  

RS232

Ukuran paket Modul mm

483×385×88(rak 2U)

Desktop mm

150×125×35

2. Penguat daya serat yang didoping erbium ROF -EDFA -B

Parameter

Satuan

Minimal

Ketik

Maks

Rentang panjang gelombang operasi

nm

1525

 

1565

Rentang daya sinyal keluaran

dBm

-10

   
Penguatan sinyal kecil

dB

 

30

35

Rentang keluaran optik saturasi *

dBm

 

17/20/23

 
Angka kebisingan **

dB

 

5.0

5.5

Isolasi masukan

dB

30

   
Isolasi keluaran

dB

30

   
Keuntungan independen polarisasi

dB

 

0,3

0,5

Dispersi mode polarisasi

ps

   

0,3

Kebocoran pompa masuk

dBm

   

-30

Kebocoran pompa keluaran

dBm

   

-40

Tegangan operasi

modul

V

4.75

5

5.25

desktop

V( AC )

80

 

240

serat optik  

SMF-28

Antarmuka keluaran  

FC/APC

Ukuran

modul

mm

90×70×18

desktop

mm

320×220×90

           

3. Penguat serat doped Erbium model ROF -EDFA -P

Parameter

Satuan

Minimal

Ketik

Maks

Rentang panjang gelombang operasi

nm

1525

 

1565

Rentang daya sinyal masukan

dBm

-45

   
Penguatan sinyal kecil

dB

 

30

35

Rentang keluaran daya optik saturasi *

dBm

 

0

 
Indeks kebisingan **

dB

 

5.0

5.5

Masukan isolasi optik

dB

30

   
Isolasi optik keluaran

dB

30

   
Keuntungan yang bergantung pada polarisasi

dB

 

0,3

0,5

Dispersi mode polarisasi

ps

   

0,3

Kebocoran pompa masuk

dBm

   

-30

Kebocoran pompa keluaran

dBm

   

-40

Tegangan Operasi

Modul

V

4.75

5

5.25

Desktop

V( AC )

80

 

240

Jenis serat  

SMF-28

Antarmuka Keluaran  

FC/APC

Ukuran paket

Modul

mm

90*70*18

Desktop

mm

320*220*90