1. Klassifikazzjoni ta'FiberAamplifikaturi
Hemm tliet tipi ewlenin ta 'amplifikaturi ottiċi:
(1) Amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA, Amplifikatur ottiku semikonduttur);
(2) Amplifikaturi tal-fibra ottika drogati b'elementi rari tad-dinja (erbju Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, eċċ.), prinċipalment amplifikaturi tal-fibra drogati bl-erbju (EDFA), kif ukoll amplifikaturi tal-fibra drogati bit-thulium (TDFA) u amplifikaturi tal-fibra drogati bil-praseodimju (PDFA), eċċ.
(3) Amplifikaturi tal-fibra mhux lineari, prinċipalment amplifikaturi tal-fibra Raman (FRA, Fiber Raman Amplifier). Il-paragun ewlieni tal-prestazzjoni ta 'dawn l-amplifikaturi ottiċi huwa muri fit-tabella
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Sistema tal-lejżer b'ħafna livelli tista 'tiġi ffurmata billi ddoping il-fibra tal-kwarz b'elementi rari tad-dinja (bħal Nd, Er, Pr, Tm, eċċ.), U d-dawl tas-sinjal tad-dħul huwa direttament amplifikat taħt l-azzjoni tad-dawl tal-pompa. Wara li tipprovdi feedback xieraq, jiġi ffurmat laser tal-fibra. Il-wavelength tax-xogħol tal-amplifikatur tal-fibra Nd-doped huwa 1060nm u 1330nm, u l-iżvilupp u l-applikazzjoni tiegħu huma limitati minħabba devjazzjoni mill-aħjar port tal-sink tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika u raġunijiet oħra. Il-wavelengths operattivi ta 'EDFA u PDFA huma rispettivament fit-tieqa tal-inqas telf (1550nm) u wavelength ta' dispersjoni żero (1300nm) tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika, u TDFA topera fil-medda S, li huma adattati ħafna għal applikazzjonijiet ta 'sistema ta' komunikazzjoni tal-fibra ottika . Speċjalment EDFA, l-aktar żvilupp mgħaġġel, kien prattiku.
Il-Pprinċipju tal-EDFA
L-istruttura bażika tal-EDFA tidher fil-Figura 1(a), li hija magħmula prinċipalment minn mezz attiv (fibra tas-silika drogata bl-erbju twila madwar għexieren ta 'metri, b'dijametru tal-qalba ta' 3-5 mikroni u konċentrazzjoni ta 'doping ta' (25). -1000)x10-6), sors tad-dawl tal-pompa (990 jew 1480nm LD), coupler ottiku u iżolatur ottiku. Id-dawl tas-sinjal u d-dawl tal-pompa jistgħu jinfirxu fl-istess direzzjoni (ippumpjar kodirezzjonali), direzzjonijiet opposti (ippumpjar b'lura) jew iż-żewġ direzzjonijiet (ippumpjar bidirezzjonali) fil-fibra tal-erbju. Meta d-dawl tas-sinjal u d-dawl tal-pompa jiġu injettati fil-fibra tal-erbju fl-istess ħin, il-joni tal-erbju huma eċċitati għal livell għoli ta 'enerġija taħt l-azzjoni tad-dawl tal-pompa (Figura 1 (b), sistema ta' tliet livelli), u tmermir malajr għal-livell ta 'enerġija metastabbli, meta terġa' lura għall-istat tal-bażi taħt l-azzjoni tad-dawl tas-sinjal inċidentali, temetti fotoni li jikkorrispondu għad-dawl tas-sinjal, sabiex is-sinjal jiġi amplifikat. Figura 1 (c) hija l-ispettru tagħha ta 'emissjoni spontanja amplifikata (ASE) b'wisa' ta 'frekwenza kbira (sa 20-40nm) u żewġ qċaċet li jikkorrispondu għal 1530nm u 1550nm rispettivament.
Il-vantaġġi ewlenin ta 'EDFA huma qligħ għoli, bandwidth kbir, qawwa għolja tal-ħruġ, effiċjenza għolja tal-pompa, telf ta' inserzjoni baxx, u insensittività għall-istat tal-polarizzazzjoni.
2. Problemi bl-Amplifikaturi tal-Fiber Optical
Għalkemm l-amplifikatur ottiku (speċjalment EDFA) għandu ħafna vantaġġi pendenti, mhuwiex amplifikatur ideali. Minbarra l-istorbju addizzjonali li jnaqqas l-SNR tas-sinjal, hemm xi nuqqasijiet oħra, bħal:
- Irregolarità tal-ispettru tal-qligħ fi ħdan il-bandwidth tal-amplifikatur taffettwa l-prestazzjoni tal-amplifikazzjoni b'ħafna kanali;
- Meta l-amplifikaturi ottiċi jiġu kaskati, l-effetti tal-ħoss ASE, it-tixrid tal-fibra u l-effetti mhux lineari se jakkumulaw.
Dawn il-kwistjonijiet għandhom jiġu kkunsidrati fl-applikazzjoni u d-disinn tas-sistema.
3. Applikazzjoni ta 'Amplifikatur Ottiku fis-Sistema ta' Komunikazzjoni tal-Fibra Ottika
Fis-sistema tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika, il-Amplifikatur tal-fibra ottikajista 'jintuża mhux biss bħala amplifikatur ta' spinta tal-qawwa tat-trasmettitur biex tiżdied il-qawwa tat-trażmissjoni, iżda wkoll bħala preamplifikatur tar-riċevitur biex itejjeb is-sensittività li tirċievi, u jista 'wkoll jissostitwixxi r-ripetitur ottiku-elettriku-ottiku tradizzjonali, biex testendi t-trażmissjoni distanza u tirrealizza komunikazzjoni ottika kollha.
F'sistemi ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika, il-fatturi ewlenin li jillimitaw id-distanza tat-trasmissjoni huma t-telf u t-tixrid tal-fibra ottika. Bl-użu ta 'sors tad-dawl ta' spettru dejjaq, jew taħdem ħdejn il-wavelength ta 'dispersjoni żero, l-influwenza tad-dispersjoni tal-fibra hija żgħira. Din is-sistema m'għandhiex bżonn twettaq riġenerazzjoni sħiħa tal-ħin tas-sinjali (3R relay) f'kull stazzjon relay. Huwa biżżejjed li jiġi amplifikat direttament is-sinjal ottiku b'amplifikatur ottiku (1R relay). L-amplifikaturi ottiċi jistgħu jintużaw mhux biss f'sistemi ta 'trunk ta' distanza twila iżda wkoll f'netwerks ta 'distribuzzjoni tal-fibra ottika, speċjalment f'sistemi WDM, biex jamplifikaw kanali multipli simultanjament.
1) Applikazzjoni ta 'Amplifikaturi Ottiċi f'Sistemi ta' Komunikazzjoni tal-Fibra Ottika Trunk
Fig. 2 hija dijagramma skematika ta 'l-applikazzjoni ta' l-amplifikatur ottiku fis-sistema ta 'komunikazzjoni tal-fibra ottika tat-tronk. (a) l-istampa turi li l-amplifikatur ottiku jintuża bħala l-amplifikatur tal-qawwa tat-trasmettitur u l-preamplifier tar-riċevitur sabiex id-distanza mhux relay tiġi rduppjata. Per eżempju, l-adozzjoni EDFA, it-trasmissjoni tas-sistema distanza ta '1.8Gb/s tiżdied minn 120km għal 250km jew saħansitra tilħaq 400km. Figura 2 (b)-(d) hija l-applikazzjoni ta' amplifikaturi ottiċi f'sistemi multi-relay; Figura (b) hija l-modalità tradizzjonali tar-relay 3R; Figura (c) hija l-modalità ta' relay imħallat ta' ripetituri 3R u amplifikaturi ottiċi; Figura 2 (d) Huwa mod ta 'relay ottiku kollu; f'sistema ta 'komunikazzjoni ottika kollha, ma tinkludix ċirkwiti ta' ħin u riġenerazzjoni, għalhekk hija daqsxejn trasparenti, u m'hemm l-ebda restrizzjoni ta '"whisker tal-flixkun elettroniku". Sakemm it-tagħmir li jibgħat u jirċievi fiż-żewġt itruf jiġi sostitwit, Huwa faċli li taġġorna minn rata baxxa għal rata għolja, u l-amplifikatur ottiku m'għandux għalfejn jiġi sostitwit.
2) Applikazzjoni ta 'Amplifikatur Ottiku fin-Netwerk ta' Distribuzzjoni tal-Fibra Ottika
Il-vantaġġi tal-output ta 'qawwa għolja ta' amplifikaturi ottiċi (speċjalment EDFA) huma utli ħafna fin-netwerks tad-distribuzzjoni tal-broadband (bħalCATVNetwerks). In-netwerk CATV tradizzjonali jadotta kejbil koassjali, li jeħtieġ li jiġi amplifikat kull diversi mijiet ta 'metru, u r-raġġ tas-servizz tan-netwerk huwa ta' madwar 7km. In-netwerk CATV tal-fibra ottika li juża amplifikaturi ottiċi mhux biss jista 'jżid ħafna n-numru ta' utenti distribwiti, iżda wkoll jespandi ħafna l-mogħdija tan-netwerk. Żviluppi reċenti wrew li d-distribuzzjoni tal-fibra ottika/ibrida (HFC) tiġbed is-saħħiet tat-tnejn u għandha kompetittività qawwija.
Il-Figura 4 hija eżempju ta 'netwerk ta' distribuzzjoni ta 'fibra ottika għall-modulazzjoni AM-VSB ta' 35 kanal tat-TV. Is-sors tad-dawl tat-trasmettitur huwa DFB-LD b'wavelength ta '1550nm u qawwa tal-ħruġ ta' 3.3dBm. Bl-użu ta 'EDFA ta' 4 livelli bħala amplifikatur tad-distribuzzjoni tal-enerġija, il-qawwa tad-dħul tagħha hija ta 'madwar -6dBm, u l-qawwa tal-ħruġ tagħha hija ta' madwar 13dBm. Sensittività tar-riċevitur ottiku -9.2d Bm. Wara 4 livelli ta 'distribuzzjoni, in-numru totali ta' utenti laħaq 4.2 miljun, u l-mogħdija tan-netwerk hija aktar minn għexieren ta 'kilometri. Il-proporzjon tas-sinjal għall-ħoss peżat tat-test kien akbar minn 45dB, u EDFA ma kkawżax tnaqqis fis-CSO.
Ħin tal-post: Apr-23-2023