एर्बियम-मिश्रित फाइबर एम्पलीफायर (ईडीएफए ऑप्टिकल एम्पलीफायर) के लिए विशेष निर्देश

एर्बियम-मिश्रित फाइबर एम्पलीफायर के लिए विशेष निर्देश (ईडीएफए ऑप्टिकल एम्पलीफायर)
आपने एक वस्तु खरीदी हैएर्बियम-मिश्रित फाइबर एम्पलीफायर(EDFA ऑप्टिकल एम्पलीफायर) जिसकी विशिष्टता 30dB गेन और +20dBm की संतृप्ति आउटपुट पावर है।
0dBm इनपुट लाइट कनेक्ट करें और +27dBm का आउटपुट पढ़ें। आप गणना कर सकते हैं कि 30-3=27, और गेन कोई समस्या नहीं है।
लेकिन अगर आप -20dBm इनपुट करते हैं तो क्या होगा? 30dB का नाममात्र गेन बताता है कि आउटपुट +10dBm होना चाहिए, लेकिन वास्तविक माप केवल +7dBm है – पूरे 3dB कम। यह गुणवत्ता की समस्या नहीं है। 30dB स्मॉल सिग्नल गेन है, जबकि ASE नॉइज़ और नॉइज़ फिगर आपके गेन को कम कर देते हैं। वास्तव में, मापा गया गेन अक्सर नाममात्र गेन से कम होता है, जिससे यह स्पष्ट होता है कि यह घटना उपकरण की गुणवत्ता की समस्या नहीं है, बल्कि एम्पलीफायर के कार्य करने के तरीके से निर्धारित होती है।

छोटे सिग्नल का लाभ ≠ वास्तविक लाभ:

1. मूल विरोधाभास: विनिर्देश पत्रक पर दर्शाया गया लाभ (उदाहरण के लिए 30dB) एक छोटा सिग्नल लाभ है, जो इनपुट सिग्नल पावर बहुत कम (उदाहरण के लिए -20~-30dBm) और रेटेड पंप पावर पर आदर्श मापन मान है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उच्च इनपुट सिग्नल पावर होने पर यह वास्तविक लाभ के बराबर नहीं होता है।
2. लाभ में कमी का मुख्य कारण:
2.1 गेन संतृप्ति: जैसे-जैसे इनपुट सिग्नल पावर बढ़ती है, EDFAऑप्टिकल एम्पलीफायरसंतृप्ति क्षेत्र में प्रवेश करने पर, लाभ अपने अधिकतम मान से घटने लगता है।
2.2 एएसई शोर का विचलन: प्रवर्धित स्वतः उत्सर्जन (एएसई) शोर सिग्नल प्रकाश के साथ प्रतिस्पर्धा करता है और सीमित पंप शक्ति का उपभोग करता है। एएसई शोर जितना अधिक होगा, सिग्नल प्रकाश को प्रवर्धित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रभावी लाभ उतना ही कम होगा। यही एक मुख्य कारण है कि मापा गया लाभ नाममात्र मान से कम होता है।
2.3 मात्रात्मक संबंध: इनपुट सिग्नल पावर जितनी अधिक होगी, स्मॉल सिग्नल गेन (G_small) की तुलना में वास्तविक गेन (G_actual) का संपीड़न उतना ही अधिक होगा। संपीड़न की मात्रा मुख्य रूप से संतृप्ति संपीड़न (Δ G_sat) और ASE शोर खपत से प्राप्त गेन (Δ G_ASE) से आती है। उदाहरण के लिए, जब इनपुट पावर 0dBm होती है, तो मापा गया गेन आमतौर पर नाममात्र मान से 3dB से अधिक कम होता है।
3. इंजीनियरिंग अभ्यास संबंधी सुझाव:
3.1 लिंक बजट: छोटे सिग्नल लाभ का सीधे गणना के लिए उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि एक अधिक यथार्थवादी लिंक बजट सूत्र को अपनाया जाना चाहिए:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (सुरक्षा मार्जिन)
इनमें से, NF शोर का आंकड़ा है (सामान्य मान 4-6dB)।
3.2 रिवर्स कैलिब्रेशन: यदि मापी गई आउटपुट पावर फॉर्मूला बजट से मेल नहीं खाती है, तो वास्तविक सिस्टम नॉइज़ फिगर (एनएफ) की गणना करने के लिए फॉर्मूले का उपयोग रिवर्स में किया जा सकता है, जिससे अधिक सटीक लिंक डिज़ाइन और कैलिब्रेशन संभव हो पाता है।

निष्कर्ष: मूल्यांकन और उपयोग करते समयईडीएफएऑप्टिकल एम्पलीफायर के इंजीनियरों को इनपुट सिग्नल पावर पर ध्यान देना चाहिए और उच्च सिग्नल स्थितियों में गेन कम्प्रेशन की विशेषताओं को समझना चाहिए। लिंक डिजाइन करते समय, बजट को स्पेसिफिकेशन शीट पर दिए गए स्मॉल सिग्नल गेन के नाममात्र मान पर निर्भर रहने के बजाय, वास्तविक इनपुट पावर और शोर कारक और सुरक्षा मार्जिन सहित इंजीनियरिंग सूत्रों के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए। EDFA ऑप्टिकल एम्पलीफायर प्राप्त करने के बाद, सबसे पहले इनपुट पावर का पता लगाएं और फिर अपेक्षित आउटपुट की गणना करने के लिए लिंक बजट सूत्र का उपयोग करें। पूर्ण पावर बजट के लिए स्मॉल सिग्नल गेन का उपयोग न करें।