1. Klasifikasi sakaFiberAamplifier
Ana telung jinis utama amplifier optik:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Penguat serat optik didoping karo unsur tanah jarang (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, lan liya-liyane), utamane amplifier serat erbium-doped (EDFA), uga thulium-doped fiber amplifier (TDFA) lan praseodymium-doped fiber amplifier (PDFA), lsp.
(3) Penguat serat nonlinier, utamane serat Raman amplifier (FRA, Fiber Raman Amplifier). Perbandingan kinerja utama amplifier optik kasebut ditampilake ing tabel
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Sistem laser multi-level bisa dibentuk kanthi doping serat kuarsa kanthi unsur bumi langka (kayata Nd, Er, Pr, Tm, lan sapiturute), lan lampu sinyal input langsung digedhekake miturut tumindak lampu pompa. Sawise menehi umpan balik sing cocog, laser serat dibentuk. Dawane gelombang kerja amplifier serat Nd-doped yaiku 1060nm lan 1330nm, lan pangembangan lan aplikasi diwatesi amarga panyimpangan saka port sink paling apik kanggo komunikasi serat optik lan alasan liyane. Dawa gelombang operasi saka EDFA lan PDFA mungguh ing jendhela saka mundhut paling (1550nm) lan nul dawa gelombang sawur (1300nm) saka komunikasi serat optik, lan TDFA makaryakke ing S-band, kang cocok banget kanggo aplikasi sistem komunikasi serat optik. . Utamane EDFA, pangembangan paling cepet, wis praktis.
IngPrincian EDFA
Struktur dhasar EDFA ditampilake ing Gambar 1 (a), sing utamané dumadi saka medium aktif (serat silika doped erbium dawane watara puluhan meter, kanthi diameter inti 3-5 mikron lan konsentrasi doping (25). -1000)x10-6), sumber cahya pompa (990 utawa 1480nm LD), coupler optik lan isolator optik. Lampu sinyal lan lampu pompa bisa nyebar ing arah sing padha (codirectional pumping), arah ngelawan (reverse pumping) utawa loro arah (bidirectional pumping) ing serat erbium. Nalika lampu sinyal lan lampu pompa disuntikake menyang serat erbium ing wektu sing padha, ion erbium bungah ing tingkat energi sing dhuwur miturut tumindak lampu pompa (Gambar 1 (b), sistem telung tingkat), lan cepet bosok menyang tingkat energi metastabil, nalika bali menyang negara lemah ing tumindak cahya sinyal kedadean, iku emits foton cocog kanggo cahya sinyal, supaya sinyal wis digedhèkaké. Gambar 1 (c) yaiku spektrum emisi spontan sing digedhekake (ASE) kanthi bandwidth gedhe (nganti 20-40nm) lan rong puncak sing cocog karo 1530nm lan 1550nm.
Kaluwihan utama EDFA yaiku gain dhuwur, bandwidth gedhe, daya output dhuwur, efisiensi pompa dhuwur, mundhut sisipan sing kurang, lan ora sensitif marang negara polarisasi.
2. Masalah karo Fiber Optical Amplifier
Senajan amplifier optik (utamané EDFA) wis akeh kaluwihan pinunjul, iku ora ampli becik. Saliyane gangguan tambahan sing nyuda SNR sinyal, ana sawetara kekurangan liyane, kayata:
- Ora rata saka spektrum gain ing bandwidth amplifier mengaruhi kinerja amplifikasi multi-saluran;
- Nalika amplifier optik kaskade, efek saka gangguan ASE, sawur serat lan efek nonlinear bakal nglumpukake.
Masalah kasebut kudu dianggep ing desain aplikasi lan sistem.
3. Aplikasi Amplifier Optik ing Sistem Komunikasi Serat Optik
Ing sistem komunikasi serat optik, ingAmplifier Fiber Optik Kabbisa digunakake ora mung minangka amplifier ngedongkrak daya saka pemancar kanggo nambah daya transmisi, nanging uga minangka preamplifier saka panrima kanggo nambah sensitivitas panrima, lan uga bisa ngganti repeater optik-listrik-optik tradisional, kanggo ngluwihi transmisi kadohan lan éling komunikasi kabeh-optik.
Ing sistem komunikasi serat optik, faktor utama sing mbatesi jarak transmisi yaiku mundhut lan dispersi serat optik. Nggunakake sumber cahya spektrum sempit, utawa digunakake cedhak dawa gelombang nul-sawur, pengaruh sawur serat cilik. Sistem iki ora perlu nindakake regenerasi wektu sinyal lengkap (3R relay) ing saben stasiun relay. Cukup kanggo langsung nggedhekake sinyal optik kanthi amplifier optik (relay 1R). Amplifier optik bisa digunakake ora mung ing sistem trunk jarak adoh nanging uga ing jaringan distribusi serat optik, utamane ing sistem WDM, kanggo nggedhekake sawetara saluran bebarengan.
1) Aplikasi Amplifier Optik ing Sistem Komunikasi Serat Optik Trunk
Fig. 2 minangka diagram skematis saka aplikasi amplifier optik ing sistem komunikasi serat optik trunk. (a) Gambar nuduhake yen amplifier optik digunakake minangka amplifier ngedongkrak daya saka pemancar lan preamplifier panrima supaya jarak non-relay tikel. Contone, nganggo EDFA, transmisi sistem jarak 1.8Gb/s mundhak saka 120km dadi 250km utawa malah tekan 400km. Gambar 2 (b)-(d) yaiku aplikasi amplifier optik ing sistem multi-relay; Gambar (b) yaiku mode relay 3R tradisional; Gambar (c) yaiku mode relay campuran saka repeater 3R lan amplifier optik; Gambar 2 (d) Iku mode relay kabeh-optik; ing sistem komunikasi kabeh-optik, iku ora kalebu wektu lan sirkuit regenerasi, supaya dicokot-transparan, lan ora ana watesan "botol whisker elektronik". Anggere peralatan ngirim lan nampa ing loro ends diganti, Iku gampang kanggo upgrade saka tingkat kurang kanggo tingkat dhuwur, lan amplifier optik ora perlu diganti.
2) Aplikasi Amplifier Optik ing Jaringan Distribusi Serat Optik
Kaluwihan output daya dhuwur saka amplifier optik (utamane EDFA) migunani banget ing jaringan distribusi broadband (kayataCATVJaringan). Jaringan CATV tradisional nganggo kabel koaksial, sing kudu digedhekake saben sawetara atus meter, lan radius layanan jaringan kira-kira 7km. Jaringan CATV serat optik nggunakake amplifier optik ora mung bisa nambah jumlah pangguna sing disebarake, nanging uga nggedhekake jalur jaringan. Pangembangan anyar wis nuduhake manawa distribusi serat optik / hibrida (HFC) narik kekuwatane lan duwe daya saing sing kuat.
Gambar 4 minangka conto jaringan distribusi serat optik kanggo modulasi AM-VSB saka 35 saluran TV. Sumber cahya saka pemancar yaiku DFB-LD kanthi dawa gelombang 1550nm lan daya output 3.3dBm. Nggunakake EDFA 4 tingkat minangka amplifier distribusi daya, daya input kira-kira -6dBm, lan daya output kira-kira 13dBm. Sensitivitas panrima optik -9.2d Bm. Sawise 4 tingkat distribusi, jumlah pangguna wis tekan 4,2 yuta, lan jalur jaringan luwih saka puluhan kilometer. Rasio sinyal-kanggo-noise bobot saka tes luwih saka 45dB, lan EDFA ora nyebabake nyuda CSO.
Wektu kirim: Apr-23-2023