長距離Long-Haul DWDMネットワーク向けEDFA光増幅器とは何ですか？

ここ数十年で、光ファイバーネットワークは通信分野で急速に展開され、幅広い分野で応用されています。EDFAは光ファイバー増幅装置の一種であり、光ファイバーネットワークに貢献してきました。信号補償と複数チャネルの同時増幅という特長により、EDFAアンプは長距離データ伝送用のDWDMネットワークに適用されています。

EDFAアンプとは何ですか？

EDFA (エルビウム添加光ファイバ増幅器) は 光増幅器 ファイバー損失が最も低いC-bandおよびL-bandで動作する(OA)。光ファイバー通信では、光信号は光ファイバー伝送経路に沿って徐々に劣化します。そのため、リンク減衰（ファイバー、コネクター、光接続部などによるもの）を許容可能なしきい値内に抑えるため、伝送距離は制限されます。そこでEDFAが役立ちます。

図1：QSFPTEK EDFAアンプ

EDFAは何に使用されますか？

増幅器は、長距離伝送用途で光信号をより遠くまで伝送できるように増強するために設計されています。EDFAは複数の光信号を同時に増幅できるため、WDMネットワークで広く採用されています。 

図2：ブースターアンプ、ラインアンプ、プリアンプは長距離DWDMシステムに適用されます

EDFAが発明される以前の時代を振り返ると、光信号の伝送距離を延長する技術は非常に複雑でコストがかかるものでした — 光信号から電気信号への変換、信号増幅、電気信号から光信号への変換です。EDFAアンプは信号再生の手間を省き、シンプルかつ費用対効果の高い信号電力補償を実現する最適化された技術を提供します。

EDFA光増幅器の種類は何ですか？

ブースターアンプ（BA）、ラインアンプ（LA）、プリアンプ（PA）は、DWDM光伝送路に適用される3種類のEDFAです。これらは通常、組み合わせて導入され、信号が最終的に受信機へ確実に伝送されるよう、伝送路上の異なる位置に配置されます。

図3：光ファイバー回線におけるブースター、ライン、プリアンプの配置

光ブースター増幅器 (OBA)

光ファイバー信号ブースターは、多くの場合、送信側に配置され、光信号がファイバーリンクに送出される前に増幅します。通常、DWDM波長または単一波長の電力損失を補償するため、Mux Demux装置の直後に設置されます。Booster EDFAは、WDM多重化・逆多重化技術と組み合わせるため、低利得かつ高出力になるよう設計されています。

インラインアンプ (OLA)

その名が示すように、光ラインアンプは伝送路に配置され、長距離光ファイバーリンクを介した信号伝送によって生じるリンク減衰を補償します。インラインアンプを設置する必要があるか、また何台配置するかは、光ファイバーリンクの距離によって決まります。一般的に、長距離光ファイバーリンクでは80kmごとに光ラインアンプが配置されます。光伝送路にLAを追加することは、伝送距離を延長するための解決策です。LAアンプは中程度または高い利得を備え、BAと同等の高い出力を実現します。

プリアンプ (OPA)

光プリアンプは、受信機が十分な光パワーを検出できるように、各受信側の近くに配置されています。OPAは、光信号が長距離の光ファイバーを伝送した後、必要なレベルまで増幅するために不可欠です。市販の光プリアンプは、多くの場合、高い利得と低い出力パワーを備えています。

上図に示すように、送信側と受信側にはそれぞれ、WDMノードの後段または前段で信号を増幅するために、ブースターアンプとプリアンプが対応して設置されています。また、光ファイバーの減衰による電力損失を補償するため、光ファイバー伝送路に沿って1台または複数台のラインアンプが配置されます。コンバージドDWDMネットワークではOBAとOPAをペアで使用しますが、OLAを採用するかどうかは実際の用途に応じて選択されるため、伝送距離をご確認ください。

EDFA利得とEDFA雑音指数とは何ですか？

利得と雑音指数は、光ファイバー増幅器の品質を測定するための重要なパラメーターです。通常、複数の信号を光スペクトラムアナライザー（OSA）に入力して評価します。 

EDFA利得

簡単に言えば、EDFAの利得とは、光出力信号と光入力信号の比率です。これは、EDFAが入力信号に対して行う増幅の程度を測定するものです。光パワーの測定パラメータの違いに応じて、EDFAの利得はパワー利得（Ap）、電流利得（Ai）、または電圧利得（Av）になります。ただし、光利得について述べる場合、多くはパワー利得を指します。増幅器を通過する前後の入力信号と出力信号を下の図に示します。

図4：EDFAアンプのゲイン図

光電圧利得 = 出力電圧 / 入力電圧

光電流利得 = 出力電流 / 入力電流

Power = Voltage * Current であるため、次のようになります:

光パワー利得 = 光電圧利得 * 光電流利得 = 出力電圧 / 入力電圧 * 出力電流 / 入力電流

EDFA雑音指数

増幅プロセスでは、増幅自然放出（ASE）ノイズが発生します。このノイズが信号に加わることで、出力の信号対雑音比（SNR）が低下します。入力SNRと出力SNRの比は、雑音指数（NF）として次のように定義されます：

雑音指数（NF） = 入力SNR / 出力SNR

QSFPTEK EDFAおよび関連製品の推奨

QSFPTEKの光伝送ネットワーキング（OTN）向け新製品には、2つのEDFAアンプ— QT8600-PA（プリアンプ）とQT8600-BA（ブースターアンプ）が含まれます。 

長距離DWDMシステムにおいて、信号の到達距離を延長するために対称的に使用できます。どちらもQT8600シリーズに統合できます マネージドシャーシプラットフォーム、5Uおよび2Uモデルではオプションです。さらに、OLP、DCM、トランスポンダー、muxponderを含む同シリーズのその他のOTN製品を使用して、完全なDWDMソリューションを構築できます。 

図5：5Uシャーシプラットフォームに搭載されたEDFA増幅器およびその他の製品

概要

EDFAアンプは、光ファイバーネットワークにおける信号の到達距離延長に使用される、電力補償および信号増幅用のカードモジュールです。EDFAエルビウム添加光ファイバーアンプの最も一般的な用途は、超長距離伝送が強く求められるDWDMネットワークです。EDFA光アンプには、ブースターアンプ、インラインアンプ、プリアンプの3種類があります。ブースターEDFAは送信機側に設置され、信号が光ファイバー回線に到達する前に増幅します。ラインアンプは、信号電力を補償するため、光ファイバー回線上に80kmごとに配置されます。プリアンプは受信機の手前に配置され、検出に十分な電力の信号が受信機へ入力されるようにします。 

EDFAアンプまたは製品のお見積もりについてご不明な点がございましたら、お問い合わせください [email protected] サポートについて。QSFPTEKが喜んでお手伝いいたします。