1. Classification tiFiberAmplifiers
Awọn oriṣi akọkọ mẹta ti awọn amplifiers opiti:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Awọn amplifiers fiber opitika doped pẹlu awọn eroja aiye toje (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ati bẹbẹ lọ), nipataki erbium-doped fiber amplifiers (EDFA), bakanna bi thulium-doped fiber amplifiers (TDFA) ati praseodymium-doped fiber amplifiers (PDFA), ati bẹbẹ lọ.
(3) Awọn amplifiers okun ti kii ṣe alaiṣe, nipataki okun Raman amplifiers (FRA, Fiber Raman Amplifier).Ifiwewe iṣẹ akọkọ ti awọn amplifiers opiti wọnyi han ninu tabili
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Eto lesa ipele-pupọ le ṣe agbekalẹ nipasẹ doping okun quartz pẹlu awọn eroja aiye to ṣọwọn (bii Nd, Er, Pr, Tm, bbl), ati pe ina ifihan agbara titẹ sii ti ni imudara taara labẹ iṣe ti ina fifa.Lẹhin ti o pese awọn esi ti o yẹ, a ti ṣẹda laser okun.Ipari iṣẹ-ṣiṣe ti Nd-doped fiber ampilifaya jẹ 1060nm ati 1330nm, ati pe idagbasoke ati ohun elo rẹ ni opin nitori iyapa lati ibudo ifọwọ ti o dara julọ ti ibaraẹnisọrọ fiber optic ati awọn idi miiran.Awọn ipari gigun ti EDFA ati PDFA wa ni atẹlera ni window ti isonu ti o kere julọ (1550nm) ati gigun gigun kaakiri odo (1300nm) ti ibaraẹnisọrọ okun opiti, ati TDFA n ṣiṣẹ ni ẹgbẹ S-band, eyiti o dara pupọ fun awọn ohun elo eto ibaraẹnisọrọ okun opitika. .Paapa EDFA, idagbasoke ti o yara julọ, ti wulo.
AwọnPIye owo ti EDFA
Eto ipilẹ ti EDFA ti han ni Nọmba 1 (a), eyiti o jẹ akọkọ ti alabọde ti nṣiṣe lọwọ (fiber silica erbium-doped nipa awọn mewa ti awọn mita gigun, pẹlu iwọn ila opin ti 3-5 microns ati ifọkansi doping ti (25) -1000) x10-6), orisun ina fifa (990 tabi 1480nm LD), olutọpa opiti ati ipinya opiti.Imọlẹ ifihan agbara ati ina fifa le tan kaakiri ni itọsọna kanna (fifun codirectional), awọn itọnisọna idakeji (pipade yiyipada) tabi awọn itọnisọna mejeeji (pipa bidirectional) ni okun erbium.Nigbati itanna ifihan ati ina fifa sinu okun erbium ni akoko kanna, awọn ions erbium ni itara si ipele agbara giga labẹ iṣẹ ti ina fifa (Nọmba 1 (b), eto ipele mẹta), ati ni kiakia ibajẹ si ipele agbara metastable, nigbati o ba pada si ipo ilẹ labẹ iṣẹ ti ina ifihan agbara iṣẹlẹ, o njade awọn photon ti o baamu si ina ifihan agbara, ki ifihan agbara naa pọ si.Nọmba 1 (c) jẹ itujade lẹẹkọkan (ASE) ti o ni iwọn pupọ pẹlu bandiwidi nla (to 20-40nm) ati awọn oke meji ti o baamu 1530nm ati 1550nm lẹsẹsẹ.
Awọn anfani akọkọ ti EDFA jẹ ere giga, bandiwidi nla, agbara iṣelọpọ giga, ṣiṣe fifa soke, pipadanu ifibọ kekere, ati aibikita si ipo polarization.
2. Awọn iṣoro pẹlu Fiber Optical Amplifiers
Botilẹjẹpe ampilifaya opiti (paapaa EDFA) ni ọpọlọpọ awọn anfani to dayato, kii ṣe ampilifaya pipe.Ni afikun si ariwo afikun ti o dinku SNR ti ifihan, awọn ailagbara miiran wa, gẹgẹbi:
- Aiṣedeede ti irisi ere laarin bandiwidi ampilifaya ni ipa lori iṣẹ imudara ikanni pupọ;
- Nigbati awọn amplifiers opiti ba wa ni cascaded, awọn ipa ti ariwo ASE, pipinka okun ati awọn ipa aiṣedeede yoo ṣajọpọ.
Awọn ọran wọnyi gbọdọ wa ni akiyesi ni ohun elo ati apẹrẹ eto.
3. Ohun elo ti Optical Amplifier ni Optical Fiber Communication System
Ni awọn opitika okun ibaraẹnisọrọ eto, awọnFiber Optical Amplifierle ṣee lo kii ṣe bi ampilifaya igbelaruge agbara ti atagba lati mu agbara gbigbe pọ si, ṣugbọn tun bi preamplifier ti olugba lati mu ifamọ gbigba dara si, ati pe o tun le rọpo aṣatunṣe opitika-itanna-opitika ti aṣa, lati fa gbigbe naa pọ si. ijinna ati ki o mọ gbogbo-opitika ibaraẹnisọrọ.
Ni awọn ọna ibaraẹnisọrọ okun opiti, awọn ifosiwewe akọkọ ti o diwọn ijinna gbigbe jẹ pipadanu ati pipinka ti okun opiti.Lilo orisun ina-orin-orin, tabi ṣiṣẹ nitosi igbi gigun-ipinpin odo, ipa ti pipinka okun jẹ kekere.Eto yii ko nilo lati ṣe isọdọtun akoko ifihan agbara pipe (iṣipopada 3R) ni ibudo yii kọọkan.O to lati mu ifihan agbara opitika pọ si taara pẹlu ampilifaya opiti (relay 1R).Awọn amplifiers opiti le ṣee lo kii ṣe ni awọn ọna ẹhin mọto jijin nikan ṣugbọn tun ni awọn nẹtiwọọki pinpin okun opiti, pataki ni awọn eto WDM, lati mu awọn ikanni lọpọlọpọ pọ si ni nigbakannaa.
1) Ohun elo ti Awọn amplifiers Opiti ni Awọn ọna Ibaraẹnisọrọ Okun Opoti Trunk
Aworan 2 jẹ aworan atọka ti ohun elo ti ampilifaya opiti ninu eto ibaraẹnisọrọ okun opiti ẹhin mọto.(a) aworan naa fihan pe ampilifaya opiti ni a lo bi ampilifaya igbelaruge agbara ti atagba ati preamplifier ti olugba ki ijinna ti kii ṣe yii jẹ ilọpo meji.Fun apẹẹrẹ, gbigba EDFA, gbigbe eto naa ijinna ti 1.8Gb/s pọ lati 120km si 250km tabi paapaa de ọdọ 400km.Nọmba 2 (b) (d) jẹ ohun elo ti awọn amplifiers opiti ni awọn ọna ṣiṣe-ọpọlọpọ;Olusin (b) ni awọn ibile 3R yii mode;Olusin (c) ni awọn adalu yii mode ti 3R repeaters ati opitika amplifiers;olusin 2 (d) O ti wa ni ohun gbogbo-opitika yii mode;ni ohun gbogbo-opitika ibaraẹnisọrọ eto, o ko ni akoko ati isọdọtun iyika, ki o jẹ bit-sihin, ati nibẹ ni ko si "itanna igo whisker" ihamọ.Niwọn igba ti fifiranṣẹ ati gbigba ohun elo ni awọn opin mejeeji ti rọpo, O rọrun lati ṣe igbesoke lati iwọn kekere si iwọn giga, ati ampilifaya opiti ko nilo lati rọpo.
2) Ohun elo ti Ampilifaya Optical ni Nẹtiwọọki Pipin Okun Okun
Awọn anfani iṣelọpọ agbara giga ti awọn amplifiers opiti (paapaa EDFA) wulo pupọ ni awọn nẹtiwọọki pinpin kaakiri (gẹgẹbiCATVAwọn nẹtiwọki).Nẹtiwọọki CATV ti aṣa gba okun coaxial, eyiti o nilo lati pọ si ni gbogbo ọpọlọpọ awọn mita mita, ati redio iṣẹ ti nẹtiwọọki jẹ nipa 7km.Nẹtiwọọki CATV okun opiti nipa lilo awọn amplifiers opiti ko le ṣe alekun nọmba awọn olumulo ti o pin kaakiri, ṣugbọn tun faagun ọna nẹtiwọọki lọpọlọpọ.Awọn idagbasoke aipẹ ti fihan pe pinpin okun opiti / arabara (HFC) fa awọn agbara ti awọn mejeeji ati pe o ni idije to lagbara.
Nọmba 4 jẹ apẹẹrẹ ti nẹtiwọọki pinpin okun opiti fun awose AM-VSB ti awọn ikanni 35 ti TV.Orisun ina ti atagba jẹ DFB-LD pẹlu iwọn gigun ti 1550nm ati agbara iṣẹjade ti 3.3dBm.Lilo EDFA ipele-4 bi ampilifaya pinpin agbara, agbara titẹ sii jẹ nipa -6dBm, ati pe agbara iṣẹjade jẹ nipa 13dBm.Ifamọ olugba opitika -9.2d Bm.Lẹhin awọn ipele 4 ti pinpin, apapọ nọmba awọn olumulo ti de 4.2 milionu, ati ọna nẹtiwọki jẹ diẹ sii ju awọn mewa ti ibuso.Iwọn ifihan agbara-si-ariwo ti idanwo naa tobi ju 45dB, ati pe EDFA ko fa idinku ninu CSO.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 23-2023