راهنمای کامل انواع تقویت‌کننده فیبر نوری در سری FMT
در دنیای امروز که ارتباطات پرسرعت و پهن‌باند به یک نیاز اساسی تبدیل شده‌اند، سیستم‌های فیبر نوری نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. اما زمانی که سیگنال‌های نوری در مسیرهای طولانی منتقل می‌شوند، به‌طور طبیعی با تضعیف روبرو می‌شوند. این تضعیف به دلیل پدیده‌های مختلفی در کانال‌های نوری رخ می‌دهد که باعث کاهش قدرت سیگنال در طول مسیر انتقال می‌شود.
با افزایش فاصله، این کاهش تدریجی شدت سیگنال می‌تواند کیفیت ارتباط را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل، یکی از چالش‌های مهم در شبکه‌های فیبر نوری، حفظ قدرت سیگنال در فواصل بسیار طولانی است. راهکار اصلی برای مقابله با این چالش، استفاده از تقویت‌کننده‌های نوری است که نقش حیاتی در تقویت و بازسازی سیگنال‌های نوری ایفا می‌کنند.
تقویت‌کننده نوری چیست و چرا در شبکه‌های فیبر نوری اهمیت دارد؟
تقویت‌کننده نوری دستگاهی است که می‌تواند سیگنال نوری را به‌صورت مستقیم و بدون نیاز به تبدیل آن به سیگنال الکتریکی تقویت کند. این ویژگی باعث شده که به یکی از اجزای حیاتی در انتقال نوری در مسافت‌های طولانی تبدیل شود.
در میان محصولات شبکه نوری، سری FMT جایگاه ویژه‌ای دارد. این سری شامل انواع مختلفی از تقویت کننده‌های نوری است که هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند. از جمله این تقویت‌کننده‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- EDFA در باند C
- EDFA توسعه‌یافته در باند C (Extended C-band EDFA)
- EDFA آرایه‌ای (Arrayed EDFA)
- SOA یا تقویت‌کننده نیمه‌هادی (Semiconductor Optical Amplifier)
- تقویت کننده‌های نوری پرقدرت (High Power Amplifier)
با توجه به تنوع این تجهیزات، انتخاب تقویت‌کننده مناسب برای نیاز خاص شما ممکن است چالش‌برانگیز باشد. به همین دلیل، در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی دقیق هر یک از این انواع بپردازیم تا با عملکرد، کاربردها و مزایای آنها بهتر آشنا شویم و خریدی آگاهانه و بی‌اشتباه داشته باشیم.
تقویت کننده EDFA در باند C – انتخابی محبوب برای تقویت سیگنال‌های نوری
در میان انواع مختلف تقویت کننده‌های نوری، مدل C-band EDFA یکی از پرکاربردترین و پرفروش‌ترین گزینه‌ها در زیرساخت‌های مخابرات نوری محسوب می‌شود. باند C که به آن باند متعارف نیز گفته می‌شود، محدوده طول‌موجی بین 1530 تا 1565 نانومتر را پوشش می‌دهد و به‌عنوان باند اصلی در ارتباطات نوری، به‌ویژه در مسیرهای انتقال بلندمدت، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تقویت‌کننده C-band سری FMT، با پشتیبانی از محدوده طول‌موج 1528 تا 1564 نانومتر، قادر است بخش عمده‌ای از نیازهای تقویتی در باند C را پوشش دهد. این بازه دقیق و هماهنگ با استانداردهای جهانی، موجب شده که این محصول بتواند در انواع شبکه‌های نوری، از پروژه‌های زیرساختی بزرگ گرفته تا کاربردهای سازمانی، عملکردی قابل اعتماد داشته باشد.
کاربرد وسیع و عملکرد پایدار این مدل باعث شده تا تقویت‌کننده C-band FMT به یکی از محصولات پرفروش تجهیزات انتقال نوری تبدیل شود و جایگاه ویژه‌ای در میان متخصصان حوزه شبکه‌های فیبر نوری پیدا کند.
بیشتر بخوانید: تقویت کننده EDFA
ویژگی‌های کلیدی تقویت‌کننده C-band EDFA در شبکه DWDM
تقویت‌کننده C-band EDFA از سری FMT ، با بهره‌گیری از فناوری پیشرفته و طراحی مهندسی‌شده، مجموعه‌ای از قابلیت‌های حرفه‌ای را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که آن را به انتخابی مطمئن برای پروژه‌های مخابرات نوری در مقیاس بالا تبدیل کرده است. در ادامه با مهم‌ترین ویژگی‌های این مدل آشنا می‌شویم:
بهره (Gain) بالا
این تقویت‌کننده قادر است بهره‌ای تا ۳۲ دسی‌بل یا بیشتر ایجاد کند، که برای تقویت مؤثر سیگنال‌های نوری در شبکه DWDM و افزایش چشمگیر فاصله انتقال سیگنال کاربرد دارد. امکان سفارشی‌سازی بهره متناسب با نیازهای خاص هر لینک نیز فراهم است.
نویز پایین
یکی از مهم‌ترین فاکتورها در عملکرد EDFA، عدد نویز (Noise Figure) آن است. این تقویت‌کننده با عدد نویز بسیار پایین ۴.۵dB، نسبت سیگنال به نویز را بهبود داده و نرخ خطای بیت (BER) را کاهش می‌دهد. ترکیب نویز پایین و بهره بالا، عملکردی ایده‌آل برای مسیرهای انتقال دوربرد فراهم می‌کند.
پشتیبانی از حالت AGC
حالت AGC ( کنترل خودکار بهره) یکی دیگر از ویژگی‌های مهم این دستگاه است. این سیستم با تنظیم خودکار سطح بهره، باعث می‌شود خروجی سیگنال در شرایط مختلف ورودی، ثابت و پایدار باقی بماند. نتیجه آن، کاهش احتمال اعوجاج یا اشباع سیگنال در مسیر انتقال خواهد بود.
مدل‌های متنوع
سری C-band EDFA در پیکربندی‌های مختلف عرضه می‌شود که شامل:
- پیش‌تقویت‌کننده (Pre-Amplifier - PA)
- تقویت‌کننده تقویتی (Booster Amplifier - BA)
- تقویت‌کننده بین‌خطی (In-line Amplifier - LA)
کاربران می‌توانند با توجه به نیاز شبکه خود، مدل مناسب را انتخاب کنند.
طراحی یکپارچه و فشرده
این تقویت‌کننده قابلیت ادغام با تجهیزات دیگر مانند OEO، OLP و DCM را دارد و می‌تواند روی پلتفرم‌های 1U/2U/4U سری FMT نصب شود. این یکپارچگی موجب صرفه‌جویی در فضا، کاهش مصرف برق، و ساختار فشرده شبکه DWDM می‌شود.
مدیریت بلادرنگ
با استفاده از سیستم مانیتورینگ FMT Series MonitorOnline، کاربران می‌توانند به‌صورت لحظه‌ای به اطلاعات حیاتی تجهیزات، هشدارها، گزارش‌ها و وضعیت عملکرد دستگاه‌ها دسترسی داشته باشند — از هر مکان و در هر زمان.
موارد کاربردی تقویت‌کننده C-band EDFA در شبکه‌های DWDM
در معماری شبکه‌های DWDM، انواع مختلف تقویت‌کننده‌های نوری EDFA شامل پیش‌تقویت‌کننده (PA)، تقویت‌کننده تقویتی (BA) و تقویت‌کننده بین‌خطی (LA) به‌صورت هدفمند در نقاط مختلف شبکه استفاده می‌شوند:
- پیش‌تقویت‌کننده (PA): در انتهای دریافت سیگنال قرار می‌گیرد تا سیگنال‌های ضعیف دریافتی را تقویت کرده و برای پردازش نهایی آماده کند.
- تقویت‌کننده تقویتی (BA): در ابتدای مسیر انتقال و در نقطه ارسال قرار دارد و سیگنال نوری را قبل از ورود به فیبر تقویت می‌کند.
- تقویت‌کننده بین‌خطی (LA): در فواصل میانی مسیر انتقال نصب می‌شود تا سیگنال را در مسیرهای بلند و بین‌راهی مجدداً تقویت کرده و از تضعیف بیش از حد آن جلوگیری کند.
استفاده از این سه نوع تقویت‌کننده متناسب با فاصله انتقال و میزان تلفات مسیر انجام می‌شود. این تطبیق‌پذیری باعث می‌شود EDFAها بتوانند پاسخگوی طیف وسیعی از نیازهای انتقال نوری باشند و در نهایت، به بهینه‌سازی عملکرد شبکه و افزایش برد مؤثر سیستم فیبر نوری کمک کنند.
تقویت‌کننده نوری Extended C-Band EDFA – پوشش گسترده‌تر برای شبکه‌های نوری پیشرفته
در برخی کاربردهای خاص، نیاز به تقویت سیگنال‌هایی وجود دارد که خارج از محدوده معمول باند C قرار دارند. در این شرایط، استفاده از تقویت‌کننده‌های نوری Extended C-Band EDFA راه‌حل مناسبی برای پوشش‌دهی بهتر و افزایش برد شبکه محسوب می‌شود.
باند C توسعه‌یافته (Extended C-Band) به محدوده‌ای از طول‌موج‌های نوری گفته می‌شود که از حدود 1525 نانومتر تا 1565 نانومتر را در بر می‌گیرد — یعنی بازه‌ای گسترده‌تر از باند C سنتی (1530 تا 1565 نانومتر).
در سری FMT، مدل‌هایی از EDFA در Extended C-Band ارائه شده‌اند که به‌طور خاص برای گسترش پوشش شبکه‌های شهری (Metro) و منطقه‌ای (Regional) طراحی شده‌اند. این تقویت‌کننده‌ها به اپراتورها و سازمان‌ها این امکان را می‌دهند که بدون نیاز به تغییرات اساسی در زیرساخت، ظرفیت انتقال را افزایش داده و سیگنال‌های خارج از باند مرسوم را نیز به‌خوبی تقویت کنند.
ویژگی‌های کلیدی تقویت‌کننده Extended C-band EDFA در شبکه‌های DWDM
مدل‌های Extended C-band EDFA از سری FMT، با پشتیبانی از بازه طول‌موج گسترده‌تر، امکانات پیشرفته‌تری نسبت به تقویت‌کننده‌های معمولی ارائه می‌دهند. در ادامه به مهم‌ترین ویژگی‌های آنها اشاره می‌کنیم:
افزایش ظرفیت شبکه
Extended C-band EDFA سری FMT از بازه طول‌موج 1528 نانومتر تا 1568 نانومتر پشتیبانی می‌کند. این گسترش طیف به اپراتورها اجازه می‌دهد تا تعداد کانال‌های انتقالی را تا ۹۶ کانال در یک فیبر افزایش دهند. این موضوع به‌صورت مستقیم منجر به افزایش ظرفیت کلی سیستم DWDM می‌شود، بدون اینکه نیاز به افزودن فیبرهای جدید باشد.
انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی شبکه
این تقویت‌کننده با پشتیبانی از فواصل کانالی 100GHz (48 کانال) و 50GHz (96کانال)، به اپراتورها امکان می‌دهد که در طراحی شبکه نوری خود از چگالی کانالی بیشتری بهره ببرند. در نتیجه، تخصیص طول‌موج‌ها منعطف‌تر شده و منابع شبکه با کارایی بهتری مدیریت می‌شوند. این ویژگی به‌ویژه برای شبکه‌هایی که نیاز به مقیاس‌پذیری و بهینه‌سازی منابع دارند، بسیار حیاتی است.
موارد کاربردی Extended C-band EDFA در شبکه‌های DWDM
پهنای باند گسترده تقویتی، مهم‌ترین مزیت تقویت‌کننده‌های Extended C-band EDFA سری FMT است. این ویژگی باعث می‌شود این نوع تقویت‌کننده گزینه‌ای بسیار مناسب برای شبکه‌های پرظرفیت و زیرساخت‌های آینده‌نگر باشد.
در این سری، مدل‌هایی با بهره ۱۷ دسی‌بل و ۲۶ دسی‌بل ارائه شده‌اند که از نظر ویژگی‌های پایه‌ای، کاملاً مشابه نسخه‌های استاندارد C-band هستند. این ویژگی‌ها شامل موارد زیر می‌شود:
- نویز پایین ۴.۵dB برای حفظ کیفیت سیگنال؛
- حالت عملکرد AGC برای پایداری خروجی؛
- طراحی یکپارچه و کم‌حجم مناسب نصب در رک‌های فشرده؛
- قابلیت مدیریت و پایش از راه دور از طریق سیستم مانیتورینگ.
از آن‌جا که عملکرد این تقویت‌کننده‌ها با نمونه‌های C-band معمولی یکسان است، نحوه نصب و استفاده آنها نیز مشابه است. با این تفاوت که بازده عملکردی بالاتر و پوشش طول‌موج وسیع‌تر در Extended C-band، باعث می‌شود این مدل‌ها برای پروژه‌هایی با نیاز به ظرفیت بیشتر و توسعه‌پذیری در آینده، گزینه‌ای بسیار مناسب باشند.
کاربردهای عملی تقویت‌کننده Arrayed DWDM EDFA در اتصالات نقطه‌به‌نقطه (P2P)
استفاده از تقویت‌کننده آرایه‌ای ۲ کاناله (2-channel arrayed EDFA) در راه‌حل‌های نقطه‌به‌نقطه بسیار کاربردی و بهینه است. در این حالت، دو گروه دستگاه‌های مولتی‌پلکسر/دمولتی‌پلکسر (Mux/Demux) به هم متصل شده و مجموعاً چهار لینک نوری نیاز به تقویت دارند.
در این سناریو، یک تقویت‌کننده بوستر ۲ کاناله (2-channel BA) در سمت فرستنده نصب می‌شود تا دو سیگنال نوری را تقویت کند و در سمت گیرنده، یک پیش‌تقویت‌کننده ۲ کاناله (2-channel PA) به تقویت دو سیگنال دیگر می‌پردازد. این رویکرد به جای استفاده از چهار تقویت‌کننده تک‌کاناله، امکان تقویت همزمان چهار سیگنال را فراهم می‌کند.
مزایای این روش عبارت‌اند از:
- کاهش فضای مورد نیاز در رک تا ۵۰ درصد؛
- ساده‌تر شدن فرآیند نصب و راه‌اندازی؛
- کاهش پیچیدگی مدیریت و نگهداری شبکه.
به طور کلی، استفاده از Arrayed DWDM EDFA در اتصالات P2P ضمن بهبود کارایی، هزینه‌های جانبی و فضای تجهیزات را نیز به شکل چشمگیری کاهش می‌دهد.
کاربرد EDFA آرایه‌ای در سیستم‌های ROADM
در پیاده‌سازی‌های شبکه بزرگ‌مقیاس با اتصال چند سایت، مانند ارتباط بین چهار سایت مختلف، تقویت سیگنال‌ها پیش از تقسیم توسط PLC اهمیت زیادی دارد. به‌عنوان مثال، سیگنال‌های ارسالی از سایت‌های A تا C که به سایت D می‌رسند، باید ابتدا تقویت شوند تا از افت سیگنال ناشی از تقسیم جلوگیری شود. در غیر این صورت، میزان افت سیگنال برای سوئیچ اپتیکال (OSW) غیرقابل قبول خواهد بود.
در این شرایط، استفاده از تقویت‌کننده آرایه‌ای EDFA بسیار کاربردی است، چرا که قابلیت تقویت همزمان تا ۴ کانال را دارد. هر واحد EDFA به‌طور مستقل کار می‌کند اما به صورت یک ماژول یکپارچه در سیستم نصب می‌شود تا امکان مدیریت یکپارچه و ساده‌تر فراهم گردد.
همراهی EDFA آرایه‌ای، PLC و OSW باعث می‌شود تا تنظیم دقیق طول‌موج‌ها به دلخواه اپراتور انجام شود و در نتیجه، شبکه از نظر عملکردی انعطاف‌پذیرتر و برای توسعه‌های آینده آماده‌تر باشد.
ویژگی‌های کلیدی SOA سری FMT
طول موج کاری اختصاصی
تقویت‌کننده‌های SOA سری FMT، به خصوص مدل‌های ۱۳۱۰ نانومتر، از طول‌موج‌های بین ۱۲۹۰ تا ۱۳۳۰ نانومتر پشتیبانی می‌کنند. بر خلاف تقویت‌کننده‌های DWDM EDFA که بیشتر روی باند C کار می‌کنند، SOA قادر است مستقیماً روی طول‌موج ۱۳۱۰ نانومتر عمل کند بدون نیاز به تبدیل سیگنال به DWDM. این ویژگی باعث شده SOA برای شبکه‌های فیبر نوری دسترسی (Fiber Access)، انتقال‌های کوتاه‌برد و کاربردهای آزمایشگاهی بسیار مناسب باشد.
حالت‌های عملکرد APC و AGC
SOAهای سری FMT قابلیت انتخاب بین دو حالت عملیاتی دارند:
- حالت APC (کنترل قدرت ثابت): خروجی با توان ثابت را تضمین می‌کند، حتی اگر ورودی تغییر کند.
- حالت AGC (کنترل بهره خودکار): بهره را تنظیم می‌کند تا سطح خروجی ثابت باقی بماند و کیفیت سیگنال حفظ شود.
اپراتورها می‌توانند بر اساس نیازهای خاص هر پروژه، یکی از این حالت‌ها را انتخاب کنند.
گزینه‌های متنوع نصب و بهره
این تقویت‌کننده‌ها در بازه بهره ۱۰ تا ۱۴ دسی‌بل و محدوده ورودی توان از -۱۵ تا +۶ دسی‌بل ارائه می‌شوند. همچنین، گزینه‌های نصب شامل رک‌مونت ۱U ۱۹ اینچی و ماژول پلاگین هستند که امکان سازگاری با تجهیزات شبکه شخص ثالث یا یکپارچگی کامل با سری FMT را فراهم می‌کنند.
کاربرد عملی SOA در انتقال 100 Gبر روی مسافت 10 کیلومتر
در انتقال‌های نوری با فاصله‌های طولانی یا در فیبرهای نوری با افت بالا، استفاده از تقویت‌کننده نوری نیمه‌هادی (SOA) در سمت دریافت‌کننده بسیار کارآمد است. به‌عنوان مثال، در لینک‌های نوری استاندارد 100GBE-LR4 که معمولاً تا ۱۰ کیلومتر عملکرد دارند، SOA می‌تواند سیگنال ضعیف نوری را تقویت کند تا سطح قدرت آن به حد قابل قبول برای تجهیزات گیرنده برسد.
این راهکار باعث می‌شود محدوده انتقال فراتر از محدودیت استاندارد ۱۰ کیلومتر افزایش یافته و کیفیت ارتباط حفظ شود.
راهکار شبکه DWDM با ظرفیت ۵۰۰ Gو نقش SOA
در طراحی سیستم‌های DWDM با ظرفیت ۵۰۰ گیگابیت، استفاده از تقویت‌کننده نوری نیمه‌هادی (SOA) به‌عنوان راهکاری مؤثر، اهمیت زیادی دارد. در این سناریو، SOA در پورت ۱۳۱۰ نانومتر مولتی‌پلکسر DWDM قرار می‌گیرد. این پیکربندی باعث می‌شود تا سیگنال‌های نوری در این طول موج به‌طور مؤثر تقویت شوند و با سیستم‌های 10G و 100G سازگاری کامل داشته باشند.
ادغام SOA در این نوع طراحی شبکه، علاوه‌بر افزایش قدرت سیگنال، یک راهکار ساده و کارآمد برای توسعه شبکه‌های نوری مسافت‌بالا فراهم می‌کند. این ویژگی به مهندسان اجازه می‌دهد تا شبکه‌هایی با پهنای باند بالا و عملکرد پایدار را در فاصله‌های طولانی پیاده‌سازی کنند، بدون آن‌که نیاز به تجهیزات پیچیده‌تر یا گران‌تر باشد.
تقویت‌کننده نوری با توان بالا (High Power Optical Amplifier)
تقویت‌کننده‌های نوری با توان بالا قادرند توان خروجی بسیار بیشتری نسبت به EDFAهای استاندارد ارائه دهند و برای سیستم‌های مخابرات نوری مسافت‌بالا که قدرت سیگنال در آنها اهمیت زیادی دارد، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.
تقویت‌کننده توان بالا سری FMT از طول موج ۱۵۴۰ تا ۱۵۶۴ نانومتر پشتیبانی می‌کند و بیشترین کاربرد آن در انتقال سیگنال‌های ویدیویی، صوتی و سیستم‌های CATV است.
بیشتر بخوانید: معرفی کابل فیبر نوری ADSS، ویژگی‌ها و کاربردهای آن در صنعت مخابرات
ویژگی‌های کلیدی تقویت‌کننده توان بالای مبتنی بر فناوری EYDFA
توان خروجی بالا
این تقویت‌کننده با استفاده از فناوری EYDFA (تقویت‌کننده فیبر دوپ‌شده با اربیوم/ایتربیوم) طراحی شده و می‌تواند توان خروجی تا ۲۳dBm ارائه دهد. این توان بالا به شکل قابل‌توجهی باعث کاهش افت یا تضعیف سیگنال در مسیرهای طولانی می‌شود.
پورت‌های خروجی متعدد
تقویت‌کننده EYDFA توان بالا از ۴، ۸، ۱۶، ۳۲ یا ۶۴ پورت خروجی پشتیبانی می‌کند. این تنوع در تعداد پورت‌ها امکان گسترش انعطاف‌پذیر سیستم را فراهم می‌کند و آن را برای طیف گسترده‌ای از شبکه‌های ارتباطی نوری، با تعداد کانال و پهنای باند مختلف، مناسب می‌سازد.
ادغام با فناوری WDM
کاربر می‌تواند انتخاب کند که آیا این تقویت‌کننده با فناوری Wavelength Division Multiplexing (WDM) ادغام شود یا نه. در صورت ادغام، امکان تجمیع سیگنال‌های CATV و PON در یک فیبر نوری واحد وجود دارد. این ویژگی باعث کاهش نیاز به تجهیزات اضافی، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و استفاده بهینه از منابع شبکه می‌شود.
کاربرد عملی تقویت‌کننده نوری توان بالا 1550nm EYDFA
در شبکه‌های CATV و PON، سیگنال‌های CATV با طول موج ۱۵۵۰ نانومتر و سیگنال‌های GPON با استفاده از تقویت‌کننده EYDFA با هم تجمیع می‌شوند. این تقویت‌کننده، تضعیف سیگنال را پیش از مرحله تقسیم سیگنال جبران می‌کند. سپس سیگنال تقویت‌شده از طریق PLC (Coupler نوری)به دستگاه‌های مختلفی مانند تلویزیون و رایانه منتقل می‌شود.
این راهکار باعث گسترش پوشش شبکه‌های CATV و PON در سطح شهری می‌شود و امکان ارائه خدمات مخابراتی و رسانه‌ای پایدار و با کیفیت را در مناطق گسترده‌تری فراهم می‌سازد.
جمع‌بندی
تقویت‌کننده‌های نوری سری FMT با قابلیت سفارشی‌سازی در پارامترهایی مانند بهره (Gain)، توان خروجی، توان ورودی، نوع کانکتور، نوع پکیجینگ و...، پاسخگوی نیازهای متنوع در پروژه‌های نوری هستند. این تجهیزات همچنین از مدیریت تصویری و کنترل از راه دور پشتیبانی می‌کنند که بهره‌وری و نظارت لحظه‌ای بر عملکرد شبکه را تسهیل می‌کند.
با توجه به تنوع در گزینه‌های نصب، این تقویت‌کننده‌ها می‌توانند هم به‌صورت یکپارچه با سایر تجهیزات انتقال نوری سری FMT و هم به‌صورت مستقل با تجهیزات سایر برندها کار کنند. چه در حال پیاده‌سازی سیستم‌های انتقال مسافت‌بالا، شبکه‌های DWDM، یا سایر کاربردهای فیبر نوری باشید، ما خدمات مشاوره تخصصی، انتخاب دقیق محصول و پشتیبانی فنی حرفه‌ای را در اختیار شما قرار می‌دهیم.
مطلب پیشنهادی: خدمات فیبر نوری شبکه سورین
