1. SailkapenaFiberAanplifikagailuak
Hiru anplifikadore optiko mota nagusi daude:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Lur arraroekin dopatutako zuntz optikoko anplifikagailuak (erbio Er, tulio Tm, praseodimio Pr, rubidio Nd, etab.), batez ere erbioz dopatutako zuntz anplifikadoreak (EDFA), baita tulioz dopatutako zuntz anplifikadoreak (TDFA) eta praseodimioz dopatutako zuntz anplifikadoreak (PDFA), etab.
(3) Zuntz-anplifikadore ez-linealak, batez ere zuntz Raman anplifikadoreak (FRA, Fiber Raman Amplifier).Anplifikadore optiko hauen errendimenduen konparaketa nagusia taulan ageri da
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Maila anitzeko laser sistema bat osa daiteke kuartzo zuntza lur arraroekin dopatuz (adibidez, Nd, Er, Pr, Tm, etab.), eta sarrerako seinalearen argia zuzenean anplifikatzen da ponparen argiaren eraginez.Feedback egokia eman ondoren, zuntz laser bat eratzen da.Nd dopatutako zuntz anplifikadorearen lan-uhin-luzera 1060 nm eta 1330 nm-koa da, eta bere garapena eta aplikazioa mugatuta daude zuntz optikoko komunikazioaren hustuketa-portu onenaren desbideratzeagatik eta beste arrazoi batzuengatik.EDFA eta PDFA-ren uhin-luzera operatiboak zuntz optikoaren komunikazioaren galera txikienaren (1550nm) eta zero sakabanaketa uhin-luzeraren (1300nm) leihoan daude hurrenez hurren, eta TDFA S-bandan funtzionatzen du, oso egokiak zuntz optikoko komunikazio-sistemaren aplikazioetarako. .Batez ere EDFA, garapen azkarrena, praktikoa izan da.
ThePEDFAren printzipioa
EDFAren oinarrizko egitura 1(a) irudian ageri da, batez ere euskarri aktibo batez osatuta dagoena (erbioz dopatutako silize-zuntz hamarka metro inguruko luzera, 3-5 mikra-ko nukleoaren diametroa eta (25) dopin-kontzentrazioa duena. -1000)x10-6), ponpa argi iturria (990 edo 1480nm LD), akoplagailu optikoa eta isolatzaile optikoa.Seinale-argia eta ponpa-argia noranzko berean (kodirekziozko ponpaketa), kontrako noranzkoak (alderantzizko ponpaketa) edo bi noranzkoak (bi norabideko ponpaketa) heda daitezke erbio-zuntzean.Seinale-argia eta ponpa-argia erbio-zuntzean aldi berean injektatzen direnean, erbio-ioiak energia-maila altu batera kitzikatzen dira ponparen argiaren eraginez (1. irudia (b), hiru mailatako sistema bat), eta energia-maila metaegonkorra azkar gainditzen da, seinale-argiaren eraginez oinarrizko egoerara itzultzen denean, seinale-argiari dagozkion fotoiak igortzen ditu, seinalea anplifikatu dadin.1. irudia (c) bere emisio espontaneo anplifikatuaren (ASE) espektroa da, banda-zabalera handia (20-40 nm arte) eta 1530 nm eta 1550 nm-i dagozkien bi gailurrekin, hurrenez hurren.
EDFAren abantaila nagusiak irabazi handia, banda zabalera handia, irteerako potentzia handia, ponparen eraginkortasun handia, txertatze-galera txikia eta polarizazio egoerarekiko sentikortasunik eza dira.
2. Zuntz optikoko anplifikadoreekin arazoak
Anplifikadore optikoak (batez ere EDFA) abantaila nabarmen asko dituen arren, ez da anplifikatzaile ideala.Seinalearen SNR murrizten duen zarata gehigarriaz gain, beste gabezia batzuk daude, hala nola:
- Anplifikadorearen banda-zabaleraren irabazi-espektroaren irregulartasunak kanal anitzeko anplifikazioaren errendimenduari eragiten dio;
- Anplifikadore optikoak kaskatuta daudenean, ASE zarataren, zuntzaren sakabanaketa eta efektu ez-linealen ondorioak pilatuko dira.
Gai hauek aplikazioaren eta sistemaren diseinuan kontuan hartu behar dira.
3. Anplifikadore optikoaren aplikazioa zuntz optikoko komunikazio sisteman
Zuntz optikoko komunikazio sistemanZuntz optikoko anplifikadoreaTransmisioaren potentzia handitzeko transmisorearen potentzia areagotzeko anplifikatzaile gisa erabil daiteke, baina baita hargailuaren aurreanplifikadore gisa ere hartzailearen sentsibilitatea hobetzeko, eta errepikagailu optiko-elektriko-optiko tradizionala ere ordezkatu dezake transmisioa zabaltzeko. distantzia eta komunikazio guztiz optikoa gauzatu.
Zuntz optikoko komunikazio sistemetan, transmisio-distantzia mugatzen duten faktore nagusiak zuntz optikoaren galera eta sakabanaketa dira.Espektro estuko argi-iturri bat erabiliz, edo zero-sakabanaketa uhin-luzeratik gertu lan eginez, zuntzaren barreiatzearen eragina txikia da.Sistema honek ez du seinalearen denboraren birsorkuntza osoa egin behar (3R errelea) errele-estazio bakoitzean.Nahikoa da anplifikadore optiko batekin (1R errele) seinale optikoa zuzenean anplifikatzea.Anplifikadore optikoak distantzia luzeko enbor-sistemetan ez ezik zuntz optikoko banaketa-sareetan ere erabil daitezke, batez ere WDM sistemetan, hainbat kanal aldi berean anplifikatzeko.
1) Anplifikadore optikoen aplikazioa Enbor-zuntz optikoko komunikazio-sistemetan
2. irudia enborreko zuntz optikoko komunikazio sisteman anplifikadore optikoaren aplikazioaren eskema-diagrama da.(a) irudiak erakusten du anplifikadore optikoa igorgailuaren potentzia areagotzeko anplifikadore gisa eta hargailuaren aurreanplifikadore gisa erabiltzen dela, errele gabeko distantzia bikoiztu dadin.Adibidez, EDFA hartzea, sistemaren transmisioa 1,8 Gb/s-ko distantzia 120 km-tik 250 km-ra handitzen da edo 400 km-ra ere iristen da.2. irudia (b)-(d) errele anitzeko sistemetan anplifikadore optikoen aplikazioa da;(b) irudia 3R errele modu tradizionala da;(c) irudia 3R errepikagailuen eta anplifikadore optikoen errele modu mistoa da;2. Irudia (d) Errele-modu optikoa da;komunikazio sistema oso-optikoan, ez ditu denbora- eta birsorkuntza-zirkuiturik sartzen, beraz, bit gardena da, eta ez dago "botilaren bibote elektronikoen" mugarik.Bi muturretan bidaltzeko eta jasotzeko ekipoak ordezkatzen diren bitartean, erraza da tasa baxutik tasa altu batera berritzea eta anplifikadore optikoa ez da ordezkatu behar.
2) Anplifikadore optikoaren aplikazioa zuntz optikoko banaketa sarean
Anplifikadore optikoen (batez ere EDFA) potentzia handiko irteerako abantailak oso erabilgarriak dira banda zabaleko banaketa sareetan (esaterako.CATVSareak).CATV sare tradizionalak kable ardazkidea hartzen du, ehunka metrotan behin anplifikatu behar dena, eta sarearen zerbitzu-erradioa 7 km ingurukoa da.Anplifikadore optikoen bidez zuntz optikoko CATV sareak banatutako erabiltzaileen kopurua asko handitu ez ezik, sarearen bidea ere asko zabaldu dezake.Azken garapenek erakutsi dute zuntz optikoaren/hibridoaren (HFC) banaketak bien indarguneak biltzen dituela eta lehiakortasun handia duela.
4. irudia telebistako 35 kanalen AM-VSB modulaziorako zuntz optikoaren banaketa sare baten adibidea da.Igorgailuaren argi iturria DFB-LD da 1550 nm-ko uhin-luzera eta 3,3 dBm-ko irteera-potentzia duena.4-mailako EDFA potentzia banatzeko anplifikadore gisa erabiliz, sarrerako potentzia -6dBm ingurukoa da eta irteerako potentzia 13dBm ingurukoa da.Hargailu optikoaren sentsibilitatea -9,2d Bm.4 banaketa mailaren ondoren, erabiltzaile kopurua 4,2 milioira iritsi da, eta sarearen bidea hamarnaka kilometro baino gehiagokoa da.Probaren seinale-zarataren erlazio haztatua 45 dB baino handiagoa izan zen eta EDFAk ez zuen CSO murrizketarik eragin.
Argitalpenaren ordua: 2023-04-23