1. Klasifikasi tinaFiberAamplifier
Aya tilu jenis utama amplifier optik:
(1) Semikonduktor Optical Amplifier (SOA, Semikonduktor Optical Amplifier);
(2) amplifier serat optik doped sareng elemen bumi jarang (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, jsb), utamana amplifier serat erbium-doped (EDFA), kitu ogé thulium-doped serat amplifier (TDFA) jeung praseodymium-doped serat amplifier (PDFA), jsb.
(3) amplifier serat nonlinier, utamana serat Raman amplifier (FRA, Serat Raman amplifier).Perbandingan kinerja utama amplifier optik ieu dipidangkeun dina tabél
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Sistem laser multi-tingkat tiasa dibentuk ku doping serat quartz sareng unsur bumi jarang (sapertos Nd, Er, Pr, Tm, sareng sajabana), sareng lampu sinyal input langsung diamplifikasi dina kaayaan lampu pompa.Sanggeus nyadiakeun eupan balik luyu, a laser serat kabentuk.Panjang gelombang kerja tina amplifier serat Nd-doped nyaéta 1060nm sareng 1330nm, sareng pamekaran sareng aplikasina diwatesan kusabab panyimpangan tina palabuhan tilelep pangsaéna pikeun komunikasi serat optik sareng alesan sanésna.Panjang gelombang operasi EDFA sareng PDFA masing-masing dina jandela leungitna panghandapna (1550nm) sareng panjang gelombang enol dispersi (1300nm) komunikasi serat optik, sareng TDFA beroperasi dina pita S, anu cocog pisan pikeun aplikasi sistem komunikasi serat optik. .Utamana EDFA, pamekaran anu paling gancang, parantos praktis.
ThePrinci ngeunaan EDFA
Struktur dasar EDFA dipidangkeun dina Gambar 1(a), nu utamana diwangun ku médium aktif (serabut silika doped erbium panjangna kira-kira puluhan méter, kalayan diaméter inti 3-5 microns jeung konsentrasi doping (25). -1000)x10-6), sumber lampu pompa (990 atanapi 1480nm LD), gandeng optik sareng isolator optik.Lampu sinyal jeung lampu pompa bisa propagate dina arah nu sarua (codirectional pumping), sabalikna arah (reverse pumping) atawa duanana arah (bidirectional pumping) dina serat erbium.Nalika lampu sinyal sareng lampu pompa disuntikkeun kana serat erbium dina waktos anu sami, ion erbium gumbira ka tingkat énergi anu luhur dina tindakan lampu pompa (Gambar 1 (b), sistem tilu tingkat), sarta gancang buruk kana tingkat énergi metastable, nalika eta mulih deui ka kaayaan taneuh handapeun aksi lampu sinyal kajadian, eta emits foton pakait jeung lampu sinyal, jadi sinyal ieu amplified.Gambar 1 (c) nyaéta spéktrum émisi spontan anu diamplifikasi (ASE) kalayan rubakpita anu ageung (dugi ka 20-40nm) sareng dua puncak anu pakait sareng 1530nm sareng 1550nm masing-masing.
Kaunggulan utama EDFA nyaéta gain tinggi, rubakpita badag, kakuatan kaluaran tinggi, efisiensi pompa tinggi, leungitna sisipan low, sarta insensitivity kana kaayaan polarisasi.
2. Masalah sareng amplifier serat optik
Sanajan amplifier optik (utamana EDFA) boga loba kaunggulan beredar, teu hiji panguat idéal.Salian noise tambahan nu ngurangan SNR sinyal, aya sababaraha shortcomings lianna, kayaning:
- Ketidakrataan spéktrum gain dina rubakpita amplifier mangaruhan kinerja amplifikasi multi-kanal;
- Nalika amplifier optik kaskade, épék bising ASE, dispersi serat sareng épék nonlinier bakal akumulasi.
Masalah ieu kedah dipertimbangkeun dina desain aplikasi sareng sistem.
3. Aplikasi Panguat Optik dina Sistem Komunikasi Serat Optik
Dina sistem komunikasi serat optik, étaPanguat Serat Optikbisa dipaké teu ngan salaku amplifier dorongan kakuatan tina pamancar pikeun ngaronjatkeun daya transmisi, tapi ogé salaku preamplifier tina panarima pikeun ngaronjatkeun sensitipitas narima, sarta ogé bisa ngaganti repeater optik-listrik-optik tradisional, pikeun manjangkeun transmisi. jarak jeung sadar komunikasi sadaya-optik.
Dina sistem komunikasi serat optik, faktor utama ngawatesan jarak pangiriman nyaéta leungitna sareng dispersi serat optik.Ngagunakeun sumber cahaya spéktrum sempit, atawa gawe deukeut panjang gelombang enol-dispersi, pangaruh dispersi serat leutik.Sistem ieu henteu kedah ngalakukeun regenerasi timing sinyal lengkep (3R relay) di unggal stasiun relay.Ieu cukup pikeun langsung ngagedékeun sinyal optik ku amplifier optik (1R relay).Panguat optik tiasa dianggo henteu ngan ukur dina sistem batang jarak jauh tapi ogé dina jaringan distribusi serat optik, khususna dina sistem WDM, pikeun ngagedékeun sababaraha saluran sakaligus.
1) Aplikasi Panguat Optik dina Sistem Komunikasi Serat Optik Batang
Gbr. 2 mangrupakeun diagram schematic tina aplikasi tina panguat optik dina sistem komunikasi serat optik batang.(a) gambar nunjukkeun yén panguat optik dipaké salaku panguat dorongan kakuatan tina pamancar jeung preamplifier tina panarima sahingga jarak non-relay dua kali.Contona, ngadopsi EDFA, sistem transmisi jarak 1.8Gb/s naek ti 120km ka 250km atawa malah ngahontal 400km.Gambar 2 (b) - (d) nyaéta aplikasi tina amplifier optik dina sistem multi-relay;Gambar (b) nyaéta mode relay 3R tradisional;Gambar (c) nyaéta mode relay campuran 3R repeaters jeung amplifier optik;Gambar 2 (d) Ieu mangrupakeun mode relay sadaya-optik;dina sistem komunikasi sadaya-optik, teu kaasup timing sarta sirkuit regenerasi, jadi bit-transparan, sarta euweuh "botol kumis éléktronik" pangwatesan.Salami nu ngirim jeung narima alat dina duanana tungtung diganti, Ieu gampang pikeun ngamutahirkeun tina laju low mun laju tinggi, sarta panguat optik teu perlu diganti.
2) Aplikasi Panguat Optik dina Jaringan Distribusi Serat Optik
Kaunggulan kaluaran kakuatan tinggi tina amplifier optik (utamana EDFA) mangpaat pisan dina jaringan distribusi broadband (sapertosCATVJaringan).Jaringan CATV tradisional nganggo kabel coaxial, anu kedah digedékeun unggal sababaraha ratus méter, sareng radius jasa jaringan sakitar 7km.Jaringan CATV serat optik ngagunakeun amplifier optik teu ngan bisa greatly ngaronjatkeun jumlah pamaké disebarkeun, tapi ogé greatly dilegakeun jalur jaringan.Kamajuan panganyarna nunjukkeun yén distribusi serat optik / hibrida (HFC) narik kakuatan duanana sareng gaduh daya saing anu kuat.
Gambar 4 mangrupa conto jaringan distribusi serat optik pikeun modulasi AM-VSB tina 35 saluran TV.Sumber cahaya pamancar nyaéta DFB-LD kalayan panjang gelombang 1550nm sareng kakuatan kaluaran 3.3dBm.Ngagunakeun EDFA 4-tingkat salaku panguat distribusi kakuatan, kakuatan input na nyaeta ngeunaan -6dBm, sarta kakuatan kaluaran na nyaeta ngeunaan 13dBm.Sensitipitas panarima optik -9,2d Bm.Saatos 4 tingkat distribusi, jumlah pangguna parantos ngahontal 4,2 juta, sareng jalur jaringan langkung ti puluhan kilométer.Rasio sinyal-to-noise anu beurat tina tés éta langkung ageung tibatan 45dB, sareng EDFA henteu nyababkeun pangurangan CSO.
waktos pos: Apr-23-2023