การใช้เครื่องขยายสัญญาณออปติคอล 1550 นาโนเมตรในอุปกรณ์ส่งสัญญาณ HFC

เหตุใด 1550 นาโนเมตรจึงเป็นความยาวคลื่นที่โดดเด่นสำหรับการส่งผ่านแสง HFC

เครือข่ายไฮบริดไฟเบอร์-โคแอกเชียล (HFC) เป็นแกนหลักของเคเบิลทีวีและอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์สำหรับสมาชิกหลายร้อยล้านคนทั่วโลก ในเครือข่ายเหล่านี้ ใยแก้วนำแสงจะส่งสัญญาณบรอดแบนด์จากส่วนหัวของสายเคเบิลไปยังโหนดไฟเบอร์ที่กระจายไปทั่วพื้นที่ให้บริการ โดยที่สัญญาณแสงจะถูกแปลงเป็น RF และกระจายผ่านสายเคเบิลโคแอกเซียลไปยังบ้านและธุรกิจแต่ละหลัง การเลือกความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตรเป็นความยาวคลื่นปฏิบัติการสำหรับส่วนการขนส่งด้วยแสงนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยพลการ เนื่องจากเป็นผลจากข้อได้เปรียบทางกายภาพที่สำคัญสองประการที่กำหนดความประหยัดและประสิทธิภาพของการส่งผ่านแสงระยะไกล ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวมาตรฐานแสดงการลดทอนขั้นต่ำสัมบูรณ์ที่ประมาณ 1550 นาโนเมตร โดยมีการสูญเสียโดยทั่วไปที่ 0.18–0.20 dB/km เทียบกับ 0.35 dB/km ที่หน้าต่าง 1310 nm ที่ใช้ในแอปพลิเคชันที่มีการเข้าถึงสั้นกว่า การสูญเสียไฟเบอร์ที่ลดลงนี้แปลโดยตรงไปยังช่วงแอมพลิฟายเออร์ที่ยาวขึ้น ขั้นตอนการขยายออปติคอลที่น้อยลง และต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานต่อกิโลเมตรของโรงงานที่ลดลง

ข้อได้เปรียบประการที่สองคือความพร้อมใช้งานของแอมพลิฟายเออร์ออปติคัลที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFก) ซึ่งเป็นแอมพลิฟายเออร์ออปติคอลที่ใช้งานได้จริง เชื่อถือได้ และคุ้มค่า ซึ่งทำงานอย่างแม่นยำในแถบความถี่ C 1530–1570 นาโนเมตร และแถบความถี่ L 1570–1620 นาโนเมตร ซึ่งทั้งคู่มีศูนย์กลางอยู่ที่หน้าต่างการส่งผ่าน 1550 นาโนเมตร EDFA เปลี่ยนการส่งสัญญาณออปติคัลระยะไกลด้วยการเปิดใช้งานการขยายสัญญาณออปติคัลโดยตรงโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงและทำให้เกิดการแปลงออปติคอลไฟฟ้าออปติคอล (OEO) ที่ต้องอาศัยเทคโนโลยีรีพีตเตอร์ที่สร้างใหม่ก่อนหน้านี้ สำหรับเครือข่าย HFC โดยเฉพาะ การรวมกันของการสูญเสียไฟเบอร์ต่ำและการขยาย EDFA ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณแสงได้ในช่วง 40–100 กม. ระหว่างขั้นตอนการขยาย ช่วยให้ผู้ให้บริการเคเบิลให้บริการพื้นที่บริการทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่จากสิ่งอำนวยความสะดวกส่วนหัวแบบรวมศูนย์พร้อมโครงสร้างพื้นฐานโหนดที่ลดลงอย่างมาก เมื่อเทียบกับทางเลือกที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า

เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอล 1550 นาโนเมตรทำงานในระบบ HFC อย่างไร

A แอมพลิฟายเออร์ออปติคอล 1550 นาโนเมตร ในระบบส่งสัญญาณ HFC ทำงานโดยการขยายสัญญาณแสงที่ส่งผ่านไฟเบอร์โดยตรงโดยไม่ต้องแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เทคโนโลยีที่โดดเด่นคือเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เจือเออร์เบียม ซึ่งใช้ใยแก้วนำแสงความยาวสั้นซึ่งแกนกลางเจือด้วยไอออนเออร์เบียม (Er³⁺) เมื่อเส้นใยที่เจือด้วยเออร์เบียมถูกปั๊มด้วยแสงเลเซอร์กำลังสูงที่ 980 นาโนเมตรหรือ 1480 นาโนเมตร ไอออนของเออร์เบียมจะตื่นเต้นกับสถานะพลังงานที่สูงขึ้น เมื่อโฟตอนสัญญาณ 1550 นาโนเมตรผ่านเส้นใยเจือ มันจะกระตุ้นไอออนเออร์เบียมที่ตื่นเต้นให้ปล่อยโฟตอนเพิ่มเติมที่ความยาวคลื่นและเฟสเท่ากันทุกประการ กระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยแบบกระตุ้นซึ่งสร้างอัตราขยายทางแสงที่สอดคล้องกัน กลไกการรับนี้จะขยายสัญญาณผ่านแบนด์วิดท์ซึ่งครอบคลุมทั้ง C-band ทำให้ EDFA เข้ากันได้กับทั้งการส่ง HFC ความยาวคลื่นเดี่ยวและระบบมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น (WDM) ที่มีหลายช่องสัญญาณพร้อมกันบนไฟเบอร์เดี่ยว

ในโรงงานออพติคอล HFC ทั่วไป เครื่องส่งสัญญาณส่วนหัวจะแปลงสเปกตรัมสัญญาณ RF แบบรวม ซึ่งอาจขยาย 5 MHz ถึง 1.2 GHz สำหรับระบบ DOCSIS 3.1 ให้เป็นสัญญาณออปติคอลโดยใช้เลเซอร์มอดูเลตโดยตรงหรือเลเซอร์มอดูเลตภายนอกที่ทำงานที่ 1550 นาโนเมตร จากนั้นสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังโรงงานจำหน่ายไฟเบอร์ ในกรณีที่กำลังสัญญาณลดทอนลงถึงระดับที่จะทำให้อัตราส่วนพาหะต่อเสียงรบกวน (CNR) ที่โหนดไฟเบอร์ลดลง เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอลจะถูกแทรกในสายเพื่อคืนกำลังของสัญญาณให้อยู่ในระดับที่ต้องการ สัญญาณที่ขยายจะดำเนินต่อไปผ่านช่วงไฟเบอร์เพิ่มเติมจนกระทั่งไปถึงโหนดไฟเบอร์ โดยที่ตัวตรวจจับแสงจะแปลงสัญญาณกลับไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า RF เพื่อกระจายผ่านส่วนโคแอกเซียลของเครือข่าย

ประเภทของแอมพลิฟายเออร์ออปติคอล 1550 นาโนเมตรที่ใช้ในการส่งสัญญาณ HFC

ตระกูลผลิตภัณฑ์แอมพลิฟายเออร์ออปติคอล 1550 นาโนเมตรที่ใช้ในเครือข่าย HFC ประกอบด้วยการกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันหลายแบบซึ่งปรับให้เหมาะสมสำหรับตำแหน่งที่แตกต่างกันในสถาปัตยกรรมการส่งผ่านแสง การทำความเข้าใจว่าแต่ละประเภทถูกนำไปใช้ที่ใด และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพใดที่กำหนดว่าแต่ละประเภทมีความจำเป็นสำหรับวิศวกรเครือข่ายในการออกแบบหรืออัพเกรดโรงงานออปติก HFC

บูสเตอร์แอมพลิฟายเออร์ (โพสต์แอมพลิฟายเออร์)

บูสเตอร์แอมพลิฟายเออร์จะอยู่ในตำแหน่งทันทีหลังจากเครื่องส่งสัญญาณส่วนหัว เพื่อเพิ่มกำลังส่งเข้าสู่โรงงานจำหน่ายไฟเบอร์ เนื่องจากสัญญาณอินพุตอยู่ที่ระดับพลังงานที่ค่อนข้างสูงจากตัวส่งสัญญาณ บูสเตอร์แอมพลิฟายเออร์จึงได้รับการออกแบบให้มีกำลังเอาท์พุตสูง แทนที่จะเป็นสัญญาณรบกวนต่ำ ข้อกำหนดกำลังเอาท์พุตโดยทั่วไปสำหรับบูสเตอร์แอมพลิฟายเออร์ HFC มีตั้งแต่ 17 dBm ถึง 23 dBm หรือสูงกว่า สำหรับการใช้งานสถาปัตยกรรมการเข้าถึงแบบแยกสูงหรือแบบกระจาย (DAA) ฟังก์ชันหลักของบูสเตอร์แอมพลิฟายเออร์คือการชดเชยการสูญเสียการแทรกของตัวแยกแสงที่แบ่งสัญญาณไปยังเส้นทางไฟเบอร์หลายเส้นทางที่ให้บริการส่วนพื้นที่บริการที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับการลดทอนของช่วงไฟเบอร์แรก แอมพลิฟายเออร์บูสเตอร์ส่วนหัวที่มีกำลังเอาท์พุต 20 dBm ขับเคลื่อนตัวแยกแสง 1:8 (การสูญเสียการแยกประมาณ 9 dB) จะส่งกระแสประมาณ 11 dBm ลงในแต่ละเส้นทางไฟเบอร์เอาท์พุตทั้งแปดเส้นทาง ซึ่งเพียงพอต่อการขับเคลื่อนช่วง 25–40 กม. ก่อนที่จะต้องมีการขยายเพิ่มเติม

แอมพลิฟายเออร์อินไลน์

แอมพลิฟายเออร์อินไลน์ถูกใช้งานที่จุดกึ่งกลางในช่วงไฟเบอร์ระยะไกล โดยที่กำลังสัญญาณลดลงต่ำกว่าระดับต่ำสุดที่จำเป็นเพื่อรักษา CNR ที่ยอมรับได้ที่โหนดหรือแอมพลิฟายเออร์ถัดไป แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ต้องสร้างความสมดุลระหว่างเกน กำลังเอาต์พุต และค่าสัญญาณรบกวน—ค่าสัญญาณรบกวนมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากแต่ละขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์อินไลน์จะเพิ่มสัญญาณรบกวนที่ปล่อยออกมาเอง (ASE) แบบขยาย ซึ่งสะสมตามเส้นทางแสงและจำกัด CNR ที่ทำได้ที่โหนดไฟเบอร์ในท้ายที่สุด แอมพลิฟายเออร์อินไลน์สำหรับการส่งสัญญาณ HFC โดยทั่วไปจะให้เกน 15–25 dB โดยมีกำลังเอาท์พุต 13 ถึง 17 dBm และค่าเสียงรบกวน 5–7 dB แอมพลิฟายเออร์อินไลน์แบบหลายสเตจพร้อมการเข้าถึงระดับกลาง ช่วยให้สามารถแทรกตัวลดทอนแสงหรือตัวกรองเกนแฟลตเทนระหว่างสเตจเกน ได้ค่าสัญญาณรบกวนที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าการออกแบบสเตจเดียวที่กำลังเอาต์พุตเท่ากัน

เครื่องขยายสัญญาณโหนด (เครื่องขยายสัญญาณล่วงหน้า)

เครื่องขยายสัญญาณการขับเคลื่อนโหนด บางครั้งเรียกว่าเครื่องขยายสัญญาณการกระจายหรือเครื่องขยายสัญญาณเส้นแสง (OLA) จะถูกวางไว้ก่อนจุดไฟเบอร์โหนดหรือตัวแยกแสงเพื่อขยายสัญญาณให้อยู่ในระดับที่ต้องการเพื่อขับเคลื่อนเอาต์พุตโหนดดาวน์สตรีมหลายรายการพร้อมกัน แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้มีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการจ่ายไฟเอาท์พุตสูงรวมกับอัตราขยายที่เพียงพอในการทำงานจากระดับพลังงานอินพุตต่ำ โดยจะต้องให้เอาต์พุตที่เพียงพอแม้ว่ากำลังอินพุตจะลดลงเหลือ −3 ถึง −10 dBm หลังจากช่วงไฟเบอร์ยาว ข้อกำหนดด้านพลังงานเอาท์พุตสำหรับแอมพลิฟายเออร์ที่ขับเคลื่อนโหนดอยู่ในช่วง 17 ถึง 27 dBm ในการกำหนดค่าพลังงานสูง โดยผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมียมบางรายการในซีรีย์แอมพลิฟายเออร์ออปติคัล 1550 นาโนเมตรสูงถึง 30 dBm สำหรับการขับเคลื่อนอัตราส่วนการแยกแสงขนาดใหญ่ที่รองรับการใช้งานโหนดที่หนาแน่น

ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพหลักและผลกระทบต่อการออกแบบเครือข่าย HFC อย่างไร

การเลือกเครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอล 1550 นาโนเมตรที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชัน HFC จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เผยแพร่ในเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต และวิธีที่พารามิเตอร์แต่ละตัวแปลงเป็นพฤติกรรมเครือข่ายจริง ตารางต่อไปนี้สรุปข้อมูลจำเพาะของแอมพลิฟายเออร์ที่สำคัญและผลการออกแบบเครือข่าย:

ค่าสัญญาณรบกวนสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากสารประกอบส่งผลกระทบผ่านสายโซ่เครื่องขยายเสียงแบบเรียงซ้อน แต่ละขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์จะเพิ่มสัญญาณรบกวน ASE และการสะสมสัญญาณรบกวนทางแสงทั้งหมดจะกำหนด CNR ที่โหนดไฟเบอร์ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่จะกำหนดคุณภาพของสัญญาณ RF ที่กระจายไปทั่วส่วนโคแอกเซียลของโรงงาน HFC ในท้ายที่สุด โดยทั่วไปต้องใช้ CNR อย่างน้อย 52 dB ที่โหนดไฟเบอร์เพื่อรักษาประสิทธิภาพของ Composite Second Order (CSO), Composite Triple Beat (CTB) และ Error Vector Magnitude (EVM) ให้เพียงพอสำหรับช่อง DOCSIS 3.1 OFDM วิศวกรเครือข่ายต้องทำการคำนวณค่าสัญญาณรบกวนแบบเรียงซ้อนในทุกขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์ตั้งแต่เฮดเอนด์ไปจนถึงโหนด เพื่อตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดของ CNR ก่อนที่จะสรุปตำแหน่งและข้อมูลจำเพาะของแอมพลิฟายเออร์

การวางตำแหน่งเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลในสถาปัตยกรรมโหนด HFC

สถาปัตยกรรมของเครือข่าย HFC สมัยใหม่ได้รับการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญด้วยการเปิดตัวโหนด 0 (ไฟเบอร์ลึก) สถาปัตยกรรมการเข้าถึงแบบกระจาย (DAA) และการปรับใช้ PHY ระยะไกล/MACPHY ระยะไกล ซึ่งทั้งหมดนี้เปลี่ยนตำแหน่งในการวางเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลและประสิทธิภาพที่ต้องส่งมอบ การทำความเข้าใจว่าการวางตำแหน่งของแอมพลิฟายเออร์กับสถาปัตยกรรมที่กำลังพัฒนาเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรที่จะอัปเกรดโรงงาน HFC ที่มีอยู่เพื่อรองรับ DOCSIS 3.1 และบริการ DOCSIS 4.0 ในอนาคต

สถาปัตยกรรมแบบไฟเบอร์ถึงโหนดแบบดั้งเดิม

ในสถาปัตยกรรม HFC แบบดั้งเดิม เครื่องส่งสัญญาณแบบออปติคอลกำลังสูง 1550 นาโนเมตรตัวเดียวที่ส่วนหัวจะขับเคลื่อนโรงงานกระจายไฟเบอร์ผ่านชุดตัวแยกแสงและแอมพลิฟายเออร์อินไลน์เพื่อรองรับโหนดไฟเบอร์หลายโหนด โดยแต่ละโหนดให้บริการบ้าน 500–2,000 หลัง เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอลจะถูกวางตามช่วงเวลาที่กำหนดโดยการลดทอนของไฟเบอร์ที่สะสมและการสูญเสียแบบแยกเพื่อรักษากำลังอินพุตที่เพียงพอที่แต่ละโหนดดาวน์สตรีม การกำหนดค่าทั่วไปใช้เครื่องขยายสัญญาณส่วนหัวส่วนหัวที่ขับตัวแยกหลัก 1:4 หรือ 1:8 โดยมีเครื่องขยายสัญญาณอินไลน์อยู่ในตำแหน่งดาวน์สตรีม 15–30 กม. เพื่อชดเชยการลดทอนช่วงไฟเบอร์ก่อนที่ตัวแยกสัญญาณรองจะป้อนโหนดไฟเบอร์แต่ละตัว โทโพโลยีแบบ star-tree นี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการก่อสร้างโรงงานไฟเบอร์ที่ประหยัด แต่เน้นไปที่การเพิ่มของแอมพลิฟายเออร์อย่างมีนัยสำคัญในการลดหลั่นยาวซึ่งท้าทายประสิทธิภาพของ CNR

สถาปัตยกรรมการเข้าถึงแบบไฟเบอร์แบบลึกและแบบกระจาย

สถาปัตยกรรมเชิงลึกของไฟเบอร์จะผลักไฟเบอร์เข้าใกล้ลูกค้ามากขึ้น ช่วยลดพื้นที่การให้บริการโหนดเหลือ 50–150 หลังคาเรือน และกำจัดการเรียงซ้อนของแอมพลิฟายเออร์โคแอกเซียลส่วนใหญ่ การใช้งาน PHY ระยะไกลและ MACPHY DAA ระยะไกลจะย้ายการประมวลผลเลเยอร์ทางกายภาพของ DOCSIS จากส่วนหัวไปยังโหนดไฟเบอร์ ซึ่งขณะนี้มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลที่ใช้งานได้ซึ่งขับเคลื่อนผ่านโครงสร้างพื้นฐานของไฟเบอร์ สถาปัตยกรรมเหล่านี้เปลี่ยนข้อกำหนดในการส่งผ่านแสงอย่างมีนัยสำคัญ: ความยาวคลื่นของไฟเบอร์หรือช่อง WDM แต่ละตัวจะนำสัญญาณดิจิทัลเฉพาะไปยังโหนดระยะไกลแต่ละโหนด และซีรีส์เครื่องขยายสัญญาณออปติคัล 1550 นาโนเมตรจะต้องสนับสนุนการทำงานของ WDM ด้วยอัตราขยายแบบคงที่ทั่วทั้งช่องสัญญาณที่ใช้งานอยู่ทั้งหมดพร้อมกัน EDFA ที่รองรับ WDM กำลังสูงพร้อมตัวกรองเกนแบนในตัวและการควบคุมเกนอัตโนมัติ (AGC) จำเป็นเพื่อรักษาระดับพลังงานต่อแชนเนลที่สอดคล้องกัน เมื่อมีการเพิ่มหรือลบโหนดออกจากเครือข่ายโดยไม่ต้องปรับสมดุลโรงงานออปติกใหม่ด้วยตนเอง

ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติสำหรับการปรับใช้แอมพลิฟายเออร์ 1550 นาโนเมตรในโรงงาน HFC

การใช้งานเครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคอล 1550 นาโนเมตรที่ประสบความสำเร็จในอุปกรณ์ส่งสัญญาณ HFC ต้องให้ความสนใจกับปัจจัยด้านวิศวกรรมและการปฏิบัติงานในทางปฏิบัติหลายประการที่ไม่ได้ระบุไว้ในข้อกำหนดของเอกสารข้อมูลเพียงอย่างเดียว ประสิทธิภาพภาคสนามอาจเบี่ยงเบนไปจากประสิทธิภาพเฉพาะในห้องปฏิบัติการอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อมีการติดตั้งแอมพลิฟายเออร์ในสภาพแวดล้อมเครือข่ายจริงที่มีคุณภาพไฟเบอร์แปรผัน ปัญหาความสะอาดของตัวเชื่อมต่อ และการหมุนเวียนความร้อนในตู้ภายนอก

• ความสะอาดของตัวเชื่อมต่อและการตรวจสอบ: ตัวเชื่อมต่อแบบออปติคอลที่พอร์ตอินพุตและเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงเป็นแหล่งเดียวที่พบบ่อยที่สุดของการสูญเสียการแทรกที่ไม่คาดคิดและความเสื่อมของสัญญาณในโรงงานออปติคัล HFC ที่ใช้งาน ขั้วต่อ APC ที่ปนเปื้อนสามารถเพิ่มการสูญเสียการแทรกได้ 1–3 dB และสร้างแสงสะท้อนกลับซึ่งทำให้การทำงานของแอมพลิฟายเออร์ไม่เสถียร ขั้วต่อทั้งหมดต้องได้รับการตรวจสอบด้วยหัววัดตรวจสอบไฟเบอร์และทำความสะอาดด้วยเครื่องมือที่เหมาะสมก่อนการเชื่อมต่อทุกครั้ง โดยไม่มีข้อยกเว้น ผู้ปฏิบัติงานควรรักษาความสะอาด IEC 61300-3-35 เกรด B หรือดีกว่าที่อินเทอร์เฟซขั้วต่อเครื่องขยายเสียงทั้งหมด
• การควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติและการควบคุมพลังงานอัตโนมัติ: เครื่องขยายสัญญาณออปติคัล HFC ควรรวม AGC หรือวงจรควบคุมกำลังอัตโนมัติ (APC) ที่จะรักษากำลังเอาต์พุตให้คงที่ เนื่องจากระดับสัญญาณอินพุตจะแตกต่างกันไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของโรงงานไฟเบอร์ ความแปรผันของการสูญเสียที่เกิดจากอุณหภูมิ หรือการกำหนดค่าเครือข่ายต้นทางใหม่ หากไม่มี AGC/APC กำลังอินพุตที่ลดลง ซึ่งเกิดจากการเสื่อมสภาพของไฟเบอร์ อายุของตัวเชื่อมต่อ หรือการเปลี่ยนแปลงเส้นทางแสง จะทำให้กำลังเอาต์พุตลดลงตามสัดส่วนที่ลดหลั่นผ่านเครื่องขยายสัญญาณดาวน์สตรีม และลด CNR ที่โหนดไฟเบอร์ การระบุแอมพลิฟายเออร์ที่มีความคงตัวของกำลังเอาต์พุต ±0.5 dB ในช่วงการทำงานของกำลังอินพุตเต็มถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับโรงงานออปติคอล HFC ที่เชื่อถือได้
• การแยกแสงและการจัดการการสะท้อนกลับ: การกระเจิง Brillouin แบบกระตุ้น (SBS) และการกระเจิงกลับของ Rayleigh ในช่วงไฟเบอร์ยาวจะสร้างสัญญาณรบกวนทางแสงที่สามารถกลับเข้าสู่ขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์อีกครั้งและลดประสิทธิภาพลง แอมพลิฟายเออร์บูสเตอร์กำลังสูงที่ทำงานสูงกว่า 17 dBm จะต้องมีตัวแยกแสงที่พอร์ตอินพุตและเอาต์พุต และการออกแบบโรงงานไฟเบอร์จะต้องมีอัตราการสูญเสียส่งคืนแสงที่เพียงพอ ตัวเชื่อมต่อขัดเงา APC (โดยทั่วไป ORL >60 dB) และตัวประกบฟิวชั่น (ORL >60 dB) เป็นที่ต้องการอย่างยิ่งมากกว่าตัวเชื่อมต่อ UPC (โดยทั่วไป ORL 45–50 dB) ในระบบส่งกำลังสูง 1550 นาโนเมตร
• การจัดการระบายความร้อนในตู้กลางแจ้ง: เครื่องขยายสัญญาณแบบออปติคัล HFC ที่ใช้งานในฐานกลางแจ้งหรือกรอบเสาอากาศจะมีช่วงอุณหภูมิแวดล้อมอยู่ที่ −40°C ถึง 60°C ในภูมิภาคทางภูมิศาสตร์หลายแห่ง เลเซอร์ไดโอดของปั๊มขยายสัญญาณ ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิด 980 นาโนเมตรหรือ 1480 นาโนเมตรที่ขับเคลื่อนอัตราขยาย EDFA เป็นส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิ ซึ่งกำลังเอาท์พุต ความยาวคลื่น และอายุการใช้งานทั้งหมดจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิในการทำงาน การระบุแอมพลิฟายเออร์ที่มีเทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์ (TEC) บนโมดูลเลเซอร์ของปั๊มและการตรวจสอบประสิทธิภาพที่กำหนดตลอดช่วงอุณหภูมิการทำงานเต็มรูปแบบถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งที่เชื่อถือได้ ขณะนี้ผู้ผลิตซีรีส์เครื่องขยายสัญญาณออปติคัล HFC ชั้นนำนำเสนอช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ขยายตั้งแต่ −40°C ถึง 65°C เพื่อตอบสนองความต้องการนี้อย่างชัดเจน
• การจัดการเครือข่ายและการตรวจสอบระยะไกล: ซีรีส์เครื่องขยายสัญญาณออปติคัล 1550 นาโนเมตรสมัยใหม่สำหรับการใช้งาน HFC รวมอินเทอร์เฟซการจัดการเครือข่ายที่รองรับ SNMP การตรวจสอบพลังงานแสงที่พอร์ตอินพุตและเอาต์พุต การวัดกระแสเลเซอร์และการวัดระยะไกลของปั๊ม และเอาต์พุตแจ้งเตือนสำหรับสภาวะที่อยู่นอกช่วง การรวมการจัดการเครื่องขยายเสียงเข้ากับระบบการจัดการส่วนหัวของผู้ควบคุมสายเคเบิล (HMS) หรือระบบการจัดการองค์ประกอบ (EMS) ช่วยให้สามารถระบุข้อผิดพลาดเชิงรุกก่อนที่ความล้มเหลวที่ส่งผลต่อการบริการจะเกิดขึ้น และให้ข้อมูลแนวโน้มประสิทธิภาพที่จำเป็นในการจัดกำหนดการการบำรุงรักษาเชิงป้องกันก่อนที่ส่วนประกอบจะเสื่อมโทรมถึงขีดจำกัดอายุการใช้งาน

การเลือกซีรีส์เครื่องขยายสัญญาณออปติคอล 1550 นาโนเมตรที่เหมาะสมสำหรับเครือข่าย HFC ของคุณ

ด้วยความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับประเภทแอมพลิฟายเออร์ ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพ และข้อควรพิจารณาในการนำไปใช้งาน วิศวกรเครือข่ายจึงสามารถเลือกแอมพลิฟายเออร์ได้อย่างเป็นระบบ กระบวนการคัดเลือกควรเป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่กำหนดไว้ซึ่งแปลข้อกำหนดการออกแบบเครือข่ายให้เป็นข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์:

• กำหนดงบประมาณการเชื่อมต่อแบบออปติคัล: คำนวณการสูญเสียทั้งหมดจากตัวส่งสัญญาณเฮดเอนด์ไปยังโหนดไฟเบอร์ที่อยู่ไกลที่สุด รวมถึงการลดทอนของช่วงไฟเบอร์ การสูญเสียรอยต่อ การสูญเสียตัวเชื่อมต่อ และการสูญเสียการแทรกของตัวแยกแสง งบประมาณลิงก์นี้จะกำหนดเกนทั้งหมดที่ต้องการจากขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์ทั้งหมดรวมกัน และสร้างกำลังเอาต์พุตที่ต้องการจากแอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวตามตำแหน่งในสายโซ่
• คำนวณ CNR ที่โหนดไฟเบอร์: การใช้ตัวเลขสัญญาณรบกวนแบบเรียงซ้อนของสเตจของแอมพลิฟายเออร์ทั้งหมดตั้งแต่เฮดเอนด์จนถึงโหนด คำนวณ SNR แบบออปติคัลที่มีอยู่ที่อินพุตโฟโตตรวจจับของโหนด แปลงเป็น RF CNR โดยใช้ดัชนีการมอดูเลชั่น ความลึกของการมอดูเลตเชิงแสงของสัญญาณ RF และการตอบสนองของตัวตรวจจับแสง ตรวจสอบว่า CNR ที่คำนวณได้ตรงตามค่าขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการปรับลำดับสูงสุดที่ใช้ในโรงงาน RF โดยทั่วไปคือ 256-QAM OFDM สำหรับ DOCSIS 3.1 โดยต้องใช้ CNR มากกว่า 52–54 dB
• ตรวจสอบความเข้ากันได้ของ WDM หากมี: สำหรับเครือข่ายที่ใช้ความยาวคลื่นหลายค่าบนไฟเบอร์ตัวเดียว ให้ยืนยันว่าซีรีส์แอมพลิฟายเออร์ที่เลือกให้เกนแบบคงที่ตลอดความยาวคลื่นการทำงานทั้งหมดพร้อมกัน และตัวเลือกตัวกรองเกนแฟลตเทนนิ่งนั้นพร้อมใช้งานสำหรับการกำหนดค่ามัลติแอมพลิฟายเออร์แบบเรียงซ้อน ซึ่งการสะสมความลาดเอียงของเกนจะทำให้เกิดความไม่สมดุลของพลังงานของช่องสัญญาณที่ยอมรับไม่ได้
• ยืนยันข้อกำหนดทางกายภาพและสิ่งแวดล้อม: จับคู่ฟอร์มแฟคเตอร์ของเครื่องขยายเสียง เช่น การ์ดแชสซีแบบติดตั้งในชั้นวาง ยูนิต 1U แบบสแตนด์อโลน หรือแบบติดตั้งแบบแท่นกลางแจ้ง กับโครงสร้างพื้นฐานการติดตั้งที่มีอยู่ ตรวจสอบช่วงอุณหภูมิการทำงาน ตัวเลือกแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ ระดับการป้องกันทางเข้าสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง และการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง รวมถึง IEC 60825 สำหรับความปลอดภัยของเลเซอร์และ Telcordia GR-1312 สำหรับคุณสมบัติความน่าเชื่อถือ EDFA