EDFA
Penguat optik adalah teknologi penting untuk jaringan komunikasi optik, memungkinkan transmisi banyak terabit data dari jarak beberapa ratus kilometer hingga ribuan kilometer dengan mengatasi batasan kehilangan serat. Sebagai penguat optik pertama yang biasa digunakan dalam sistem komunikasi optik, EDFA telah menghasilkan pertumbuhan dramatis dalam kapasitas transmisi dengan penyebaran sistem WDM. Dilengkapi dengan fitur daya output tinggi, gain tinggi, bandwidth lebar, kemandirian polarisasi, dan noise figure rendah, EDFA telah menjadi salah satu komponen utama yang digunakan dalam sistem komunikasi optik generasi baru. Jadi, apa itu EDFA? Apakah Anda tahu prinsip kerja EDFA?
Apa itu EDFA?
Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) adalah alat repeater optik yang digunakan untuk meningkatkan intensitas sinyal optik yang dibawa melalui sistem komunikasi serat optik. Serat optik didoping dengan elemen tanah jarang erbium sehingga serat kaca dapat menyerap cahaya pada satu frekuensi dan memancarkan cahaya pada frekuensi lain.
Prinsip Kerja EDFA
Serat erbium-doped (EDF) adalah inti dari teknologi EDFA, yang merupakan serat silika konvensional yang diolah dengan Erbium. Ketika Erbium diterangi dengan energi cahaya pada panjang gelombang yang sesuai (baik 980 nm atau 1480 nm), ia dimotivasi ke keadaan menengah yang tahan lama, kemudian meluruh kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan cahaya dalam pita 1525-1565 nm. . Erbium dapat dipompa dengan cahaya 980 nm, dalam hal ini ia melewati keadaan seumur hidup pendek yang tidak stabil sebelum cepat membusuk ke keadaan semu-stabil, atau oleh cahaya 1480 nm dalam hal ini ia langsung tereksitasi ke keadaan semu-stabil . Setelah dalam keadaan semu-stabil, ia meluruh ke keadaan dasar dengan memancarkan cahaya pada pita 1525-1565 nm. Proses pembusukan ini dapat dirangsang oleh cahaya yang sudah ada sebelumnya, sehingga menghasilkan amplifikasi. Prinsip kerja EDFA ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1: Prinsip kerja EDFA.
Konfigurasi Baisc dari EDFA
Konfigurasi EDFA terutama terdiri dari EDF, laser pompa, dan komponen (sering disebut sebagai WDM) untuk menggabungkan sinyal dan panjang gelombang pompa sehingga mereka dapat merambat secara bersamaan melalui EDF. Pada prinsipnya, EDFA dapat dirancang sedemikian rupa sehingga energi pompa merambat ke arah yang sama dengan sinyal (pemompaan ke depan), arah yang berlawanan dengan sinyal (pemompaan ke belakang), atau kedua arah secara bersamaan. Energi pompa dapat berupa energi pompa 980 nm, energi pompa 1480 nm, atau kombinasi keduanya. Secara praktis, konfigurasi EDFA yang paling umum adalah konfigurasi pemompaan maju menggunakan energi pompa 980 nm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2: Konfigurasi EDFA dengan energi pompa 980 nm
Penerapan EDFA
Setelah mempelajari apa itu EDFA, dan prinsip kerja EDFA. Selanjutnya, kita akan membahas formulir aplikasi dan bidang aplikasi EDFA.
Penguat Penguat
Ketika digunakan sebagai penguat penguat, EDFA digunakan dalam output dari pemancar optik untuk meningkatkan daya output dari sinyal multi-panjang gelombang yang telah multiplexing, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Dengan cara ini, jarak transmisi komunikasi optik dapat diperpanjang . Formulir aplikasi ini menempatkan permintaan daya output yang lebih tinggi pada EDFA.
Gambar 3: Penguat booster
Preamplifier
Ketika digunakan sebagai preamplifier, EDFA membutuhkan fitur noise rendah dan gain tinggi. Dilengkapi dengan fitur-fitur ini, EDFA dapat secara signifikan meningkatkan sensitivitas penerima optik ketika digunakan dalam input penerima optik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4: Preamplifier
Penguat Garis
Ketika digunakan sebagai penguat saluran, EDFA dapat secara berkala mengkompensasi hilangnya saluran transmisi. Sebagai pengganti repeater OEO, EDFA dapat langsung memperkuat sinyal optik yang ditransmisikan dalam jalur. Dengan cara ini, kami memecahkan masalah bottleneck dari pertukaran fotolistrik untuk meletakkan dasar untuk jaringan semua-optik (AON). Gambar 5 menunjukkan aplikasi EDFA ini.
Gambar 5: Penguat garis
EDFA memiliki bidang aplikasi berikut:
(1) EDFA dapat digunakan dalam sistem komunikasi optik kapasitas tinggi dan kecepatan tinggi. Penerapan EDFA sangat konstruktif untuk menangani masalah sensitivitas penerima yang rendah dan jarak transmisi yang pendek karena kurangnya repeater OEO.
(2) EDFA dapat digunakan dalam sistem komunikasi optik jarak jauh. Dengan memanfaatkan EDFA, kita dapat secara dramatis menurunkan biaya konstruksi dengan meningkatkan jarak repeater untuk mengurangi kuantitas repeater regeneratif. Sistem komunikasi optik jarak jauh terutama mencakup sistem transmisi optik trunk darat dan sistem transmisi kabel serat optik bawah laut.
(3) EDFA dapat digunakan dalam sistem jaringan akses pelanggan serat optik. Jika jarak transmisi terlalu panjang, EDFA akan berfungsi sebagai penguat saluran untuk mengkompensasi hilangnya transmisi saluran, sehingga sangat meningkatkan jumlah pelanggan.
(4) EDFA dapat digunakan dalam sistem wavelength-division multiplexing (WDM), khususnya sistem wavelength-division multiplexing (DWDM) yang padat. Pemanfaatan EDFA dalam sistem WDM mampu menyelesaikan masalah kehilangan penyisipan dan mengurangi pengaruh dispersi kromatik.
(5) EDFA dapat digunakan dalam sistem televisi antena komunitas (CATV). Dalam sistem CATV, EDFA berfungsi sebagai penguat penguat untuk sangat meningkatkan daya input pemancar optik. Memanfaatkan EDFA untuk mengkompensasi hilangnya pemasangan splitter daya optik dapat secara signifikan memperbesar skala jaringan distribusi dan meningkatkan jumlah pelanggan.
Kesimpulan
Dari penjelasan di atas, kami memiliki pemahaman yang baik tentang EDFA, termasuk prinsip kerja EDFA dan penerapannya. Dari berbagai teknologi yang tersedia untuk amplifier optik, teknologi EDFA sejauh ini yang paling maju. Saat ini EDFA secara luas dalam jaringan komunikasi serat optik. Sebagai teknologi komunikasi terus dikembangkan, EDFA akan menjadi pilihan yang disukai untuk amplifier optik masa depan. Dilengkapi dengan fitur gain datar pada rentang gain dinamis besar, noise rendah, daya output saturasi tinggi dan operasi yang stabil dengan penekanan transien yang sangat baik, EDFA akan memainkan peran yang semakin penting dalam sistem komunikasi optik untuk melayani pelanggan dengan lebih baik.
