장거리 DWDM 네트워크용 EDFA 광 증폭기란 무엇인가요?

최근 수십 년 동안 광섬유 네트워크는 통신 분야에서 빠르게 구축되었으며 다양한 영역에 폭넓게 적용되었습니다. EDFA는 광섬유 증폭기 장비의 한 유형으로, 광섬유 네트워크에 기여해 왔습니다. 신호 보상과 여러 채널을 동시에 증폭하는 기능을 갖춘 EDFA 증폭기는 장거리 데이터 전송을 위해 DWDM 네트워크에 적용됩니다.

EDFA 증폭기란 무엇입니까?

EDFA (erbium-doped fiber amplifier)는 광 증폭기 (OA)는 광섬유 손실이 가장 낮은 C-band 및 L-band에서 작동합니다. 광섬유 통신에서 광 신호는 광섬유 전송 경로를 따라 점차 저하됩니다. 따라서 링크 감쇠(광섬유, 커넥터, 광 접속부 등으로 인한)를 허용 가능한 임계값 내로 제어하기 위해 전송 거리가 제한됩니다. 바로 이때 EDFA가 필요합니다.

그림 1: QSFPTEK EDFA 증폭기

EDFA는 무엇에 사용됩니까?

증폭기는 장거리 전송 애플리케이션을 위해 광 신호를 강화하여 더 멀리 전송되도록 설계되었습니다. EDFA는 여러 광 신호를 동시에 증폭하는 특성을 갖추고 있어 WDM 네트워크에서 널리 채택되고 있습니다. 

그림 2: 부스터, 라인 및 프리 앰프가 장거리 DWDM 시스템에 적용됩니다

EDFA가 발명되지 않았던 시대로 거슬러 올라가면, 광 신호의 도달 거리를 확장하는 기술은 광-전기 신호 변환, 신호 증폭, 전기-광 신호 변환 등 매우 복잡하고 비용이 많이 들었습니다. EDFA 증폭기는 신호 재생의 번거로움을 줄여, 간단하고 비용 효율적인 신호 전력 보상을 달성할 수 있는 최적화된 기술을 제공합니다.

EDFA 광 증폭기의 유형은 무엇입니까?

부스터 증폭기(BA), 라인 증폭기(LA) 및 프리 증폭기(PA)는 DWDM 광 전송 라인에 적용되는 세 가지 유형의 EDFA입니다. 이들은 일반적으로 조합하여 배치되며, 신호가 최종적으로 수신기에 전달될 수 있도록 라인의 서로 다른 위치에 배치됩니다.

그림 3: 광섬유 회선에서 부스터, 라인 및 프리 앰프 배치

광 부스터 증폭기(OBA)

광섬유 신호 부스터는 광 신호가 광섬유 링크로 방출되기 전에 이를 증폭하기 위해 송신기 측에 배치되는 경우가 많습니다. 일반적으로 DWDM 파장 또는 단일 파장의 전력 손실을 보상하기 위해 Mux Demux 장비 바로 뒤에 설치됩니다. 부스터 EDFA는 WDM 다중화 및 역다중화 기술과 결합되도록 낮은 이득과 높은 출력 전력으로 설계되었습니다.

인라인 증폭기 (OLA)

이름에서 알 수 있듯이 광 라인 증폭기는 장거리 광섬유 링크를 통해 전송되는 신호로 인해 발생하는 링크 감쇠를 보상하기 위해 전송 라인에 배치됩니다. 인라인 증폭기의 설치가 필요한지 또는 몇 개를 배치할지는 광섬유 링크 거리에 따라 달라집니다. 일반적으로 장거리 광섬유 링크에서는 80km마다 광 라인 증폭기가 배치됩니다. 광 라인에 LA를 추가하는 것은 전송 거리를 확장하기 위한 솔루션입니다. LA 증폭기는 중간 또는 높은 이득을 제공하며 BA와 동일한 높은 출력 전력을 공유합니다.

전치 증폭기 (OPA)

수신기가 충분한 광 전력을 감지할 수 있도록 광 프리앰프는 각 수신기 측에 가깝게 위치합니다. OPA는 긴 광섬유 경로를 거친 후 광 신호를 필요한 수준까지 증폭하는 데 필요합니다. 시중의 광 프리앰프는 종종 높은 이득과 낮은 출력 전력을 제공합니다.

위의 다이어그램에서 볼 수 있듯이, 송신 측과 수신 측 각각에는 WDM 노드 전후에 신호 증폭을 수행하기 위해 부스터 증폭기와 전치 증폭기가 각각 설치됩니다. 또한 광섬유 감쇠로 인한 전력 손실을 보상하기 위해 광섬유 전송 라인을 따라 하나 또는 여러 개의 라인 증폭기가 배치됩니다. OBA와 OPA는 통합 DWDM 네트워크에서 쌍으로 사용되지만, OLA는 실제 애플리케이션에서 선택적으로 채택되므로 전송 거리를 확인하십시오.

EDFA 이득과 EDFA 잡음 지수란 무엇입니까?

이득과 잡음 지수는 광섬유 증폭기의 품질을 측정하는 핵심 매개변수입니다. 일반적으로 여러 신호를 광 스펙트럼 분석기(OSA)에 입력하여 평가합니다. 

EDFA 이득

간단히 말해, EDFA의 이득은 광 출력 신호와 광 입력 신호의 비율입니다. 이는 EDFA가 입력 신호에 수행하는 증폭 정도를 측정하는 것입니다. 광 파워의 측정 매개변수에 따라 EDFA 이득은 전력 이득(Ap), 전류 이득(Ai) 또는 전압 이득(Av)이 될 수 있습니다. 그러나 우리가 언급하는 광 이득은 흔히 전력 이득을 의미합니다. 증폭기를 통과하기 전후의 입력 신호와 출력 신호는 아래 그림에 나와 있습니다.

그림 4: EDFA 증폭기 게인 다이어그램

광 전압 이득 = 출력 전압 / 입력 전압

광 전류 이득 = 출력 전류 / 입력 전류

전력 = 전압 * 전류이므로, 다음과 같습니다:

광 출력 이득 = 광 전압 이득 * 광 전류 이득 = 출력 전압 / 입력 전압 * 출력 전류 / 입력 전류

EDFA 노이즈 피겨

증폭 과정에서는 Amplified Spontaneous Emission (ASE) 노이즈가 발생하며, 이는 신호에 더해져 출력의 신호대잡음비(SNR)를 감소시킵니다. 입력 SNR 대 출력 SNR의 비율은 Noise Figure (NF)로 지정됩니다:

Noise Figure (NF) = Input SNR / Output SNR

QSFPTEK EDFA 및 관련 제품 추천

광 전송 네트워킹(OTN)을 위한 QSFPTEK 신제품에는 두 가지 EDFA 증폭기 — QT8600-PA(전치 증폭기) 및 QT8600-BA(부스터 증폭기)가 포함됩니다. 

장거리 DWDM 시스템에서 신호 도달 거리를 확장하기 위해 대칭적으로 사용할 수 있습니다. 둘 다 QT8600 시리즈에 통합할 수 있습니다 관리형 섀시 플랫폼, 5U 및 2U 모델의 경우 선택 사항입니다. 또한 OLP, DCM, 트랜스폰더 및 먹스폰더를 포함한 기타 동일 시리즈 OTN 제품을 완전한 DWDM 솔루션에 사용할 수 있습니다. 

그림 5: 5U 섀시 플랫폼에 장착된 EDFA 증폭기 및 기타 제품

요약

EDFA 증폭기는 광섬유 네트워크에서 신호 도달 거리를 확장하는 데 사용되는 전력 보상 및 신호 증폭 카드 모듈입니다. EDFA 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 가장 일반적인 용도는 초장거리 전송이 절실히 필요한 DWDM 네트워크입니다. EDFA 광 증폭기에는 부스터 증폭기, 인라인 증폭기, 전치 증폭기의 세 가지 유형이 있습니다. 부스터 EDFA는 신호가 광섬유 라인에 도달하기 전에 신호를 증폭하기 위해 송신단에 설치됩니다. 라인 증폭기는 신호 전력을 보상하기 위해 80km마다 광섬유 라인에 배치됩니다. 전치 증폭기는 수신기 앞에 배치되어 검출을 위해 충분한 전력의 신호가 수신기로 전달되도록 합니다. 

EDFA 증폭기 또는 제품 견적에 대해 아직 질문이 있으시면 다음으로 문의해 주십시오 [email protected] 지원이 필요하시면 문의해 주십시오. QSFPTEK이 기꺼이 도와드리겠습니다.