2.2.2.1 Sơ đồ khối máy khuếch đại quang EDFA
Hình 2.6: Sơ đồ khối khuếch đại quang EDFA
- Cấu trúc máy khuếch đại quang gồm các khối sau: Khối cấp nguồn
Khối hệ thống giám sát Khối mạch điều khiển
Khối giao diện quản lý LAN, RS232 Khối module khuếch đại EDFA
+ Cấu trúc cơ bản của module khuếch đại quang sợi EDFA gồm sợi pha tạp Erbium, Laser bơm, bộ ghép bước sóng quang WDM và bộ cách li quang. + Sợi pha Erbium thường có độ dài lớn hơn hoặc bằng 10m
+ Trên thực tế, ánh sáng bơm sử dụng cho EDFA chỉ được sử dụng tại hai bước sóng 980nm và 1480nm.
+ Vùng bước sóng hoạt động của EDFA: 1530 -1565nm.
+ Độ khuếch đại giảm nhanh chóng ở vùng bước sóng lớn hơn 1565nm và 0dB tại bước sóng 1616nm.
Hệ thống truyền dẫn quang CATV hoạt động nói chung trong bước sóng duy nhất mà không có yêu cầu nghiêm ngặt về độ phẳng tăng. Để giảm bớt ảnh hưởng của CNR hư hỏng gây ra bởi EDFA, năng lượng đầu vào nên càng cao càng tốt để làm cho EDFA hoạt động trong sản lượng điện bão hòa. Giá trị tiêu biểu của điện đầu vào là > +3dBm. EDFA thiết kế tuyệt vời trong thông gió và tản nhiệt đảm bảo cuộc sống lâu dài và làm việc đáng tin cậy cao của laser bơm. RS232 và RJ45 cung cấp ion commutate nối tiếp và cổng quản lý mạng SNMP. Màn hình LCD ở mặt trước cung cấp các chỉ số làm việc của tất cả các thiết bị và báo động cảnh báo. Quang mất mát và đóng cửa tia laser tự động cung cấp bảo vệ an toàn của laser. Tất cả các cổng quang học có thể được cài đặt trong bảng điều khiển phía trước (cũng có thể là trong bảng điều khiển trở lại nếu khách hàng chỉ định).
2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động EDFA
- Trạng thái đất (mức có năng lượng thấp nhất) được ký hiệu 4I15/2, mức 4I13/2 là mức siêu bền tương ứng với mức năng lượng mà ion Er 3+ có thời gian sống lâu nhất.
- Thông qua sự hấp thu năng lượng của ánh sáng bơm sẽ chuyển từ trạng thái đất lên mức năng lượng tương ứng 4I13/2, 4I11/2, 4I9/2…
- Các ion ở các mức 4I11/2, 4I9/2…sẽ phân ra không phát xạ và chuyển xuống trạng thái siêu bền.
- Khi tín hiệu quang tới đầu vào sợi EDF đến gặp các ion Er 3+ được kích thích và phân bố dọc theo lõi sợi sẽ xảy ra qúa trình bức xạ kích thích.
- Qúa trình này sẽ tạo ra các photon phụ có cùng pha và hướng với tín hiệu tới chính vì thế ta thu được cường độ ánh sáng tín hiệu tại đầu ra EDF lớn hơn đầu vào.
Đối với khuếch đại quang CATV cần chú ý những thông số kỹ thuật sau:
+ Mức tín hiệu quang cấp vào khuếch đại là -10dBm đến +10dBm ( hoạt động tốt nhất ở mức từ +2dBm đến +4dBm ).
+ Mức tín hiệu ra phải có mức gần đạt bằng công suất danh định của máy. Các loại máy khuếch đại quang có công suất từ 13dBm đến 16dBm được dùng cho hệ thống quang có cự lý lớn, các máy khuếch đại quang có công suất từ 19dBm đến 22dBm được sử dụng để phân phối nguồn quang cho các node quang, không nên sử dụng các loại máy có công suất lớn như 19dBm trở lên
cho hệ thống quang có cự ly lớn vì khi ghép nguồn quang 19dBm này vào sợi quang để truyền dẫn thì tại phía thu sẽ thu được tín hiệu xấu do tán sắc gây ra. Dải khuếch đại của EDFA
Hình 2.7: Dải khuếch đại làm việc của EDFA
Hình 2.8: Máy khuếch đại quang
- Thông số kỹ thuật của khuếch đại quang EDFA: + Bước sóng làm việc: 1540nm – 1563nm + Mức tín hiệu quang vào: -10dBm -> +10dBm + Mức tín hiệu quang ra: +10dBm –> +26dBm + Dải nguồn điều chỉnh: -6 –> 0dBm
+ Số cổng ra: 1 –> 8 loại SC/ACP, 1 –> 16 loại LC/APC + Độ lệch công suất ra: -0,5 -> +0,5dB
+ Độ cách li vào/ra: 30dB + Công suất tổn hao: -30dBm
+ Phản xạ ngược: 55dB với chuẩn APC + Giao diện quản lý mạng SNMP: RJ45 + Giao diện quản lý: RS232
+ Nguồn cấp: 220VAC, -48VDC, 24VDC + Công suất tiêu thụ: 50W
+ Nhiệt độ làm việc: -5 -> 65°C + Độ ẩm làm việc: 5 ->95%
+ Kích thước: 19x14,5x1,75 ( " ), 15,7x9,6x6,5 out-door