Tqabbil ta 'Tipi differenti ta' Amplifikaturi ottiċi
L-amplifikatur ottiku huwa teknoloġija importanti għan-netwerks tal-komunikazzjoni ottika. Mingħajr il-ħtieġa li l-ewwel tinbidel f'sinjal elettriku, l-amplifikaturi ottiċi issa jintużaw minflok ir-ripetituri. Kif nafu, hemm diversi tipi ta 'amplifikaturi ottiċi. Fost dawn, it-teknoloġiji tal-amplifikatur ewlenin huma amplifikatur tal-fibra Doped (eż. EDFA), amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA) u amplifikatur Fiber Raman. Illum, se nistudjaw u nqabblu tipi differenti ta 'amplifikaturi ottiċi f'dan id-dokument.
Qabel it-tqabbil tat-tipi differenti ta 'amplifikaturi ottiċi, ejja tagħti ħarsa aktar mill-qrib lejn l-amplifikatur tal-fibra ottika. Ġeneralment, ripetitur jinkludi riċevitur u trasmettitur flimkien f'pakkett wieħed. Ir-riċevitur jikkonverti l-enerġija ottika li tidħol f'enerġija elettrika. L-output elettriku tar-riċevitur imexxi l-input elettriku tat-trasmettitur. L-output ottiku tat-trasmettitur jirrappreżenta verżjoni amplifikata tas-sinjal ottiku tad-dħul flimkien mal-ħoss. Ir-ripetituri ma jaħdmux għal netwerks tal-fibra ottika, fejn ħafna trasmettituri jibagħtu sinjali lil ħafna riċevituri b'rati tal-bit differenti u f'formati differenti. Madankollu, b'differenza minn ripetitur, amplifikatur ottiku jamplifika sinjal ottiku direttament mingħajr trasformazzjoni ottika elettrika u elettrika. Barra minn hekk, amplifikatur ottiku ideali jista 'jappoġġja operazzjoni multi-kanali fuq firxa wiesgħa kemm jista' jkun ta 'frekwenza, tipprovdi gwadann ċatt fuq medda ta' gwadann dinamiku kbir, ikollha qawwa għolja ta 'ħruġ saturat, ħoss baxx, u trażżin temporanju effettiv. Bosta benefiċċji ta ’amplifikaturi ottiċi bħal dawn li ġejjin: \ t
Appoġġ kwalunkwe rata tal-bit u l-format tas-sinjal
Appoġġ lir-reġjun kollu ta 'wavelengths
Iżżid il-kapaċità tal-fibra ottika billi tuża WDM
Ipprovdi l-kapaċità tan-netwerks ottiċi kollha, mhux biss konnessjonijiet minn punt għal punt
OK, wara introduzzjoni qasira ta 'l-amplifikaturi ottiċi, aħna nibdew formalment is-suġġett ewlieni tal-lum. Kif nitkellmu hawn fuq, hemm tliet tipi ewlenin ta ’teknoloġija tal-amplifikatur tal-lum. Kull wieħed minnhom għandu l-prinċipju tax-xogħol, il-karatteristiċi u l-applikazzjonijiet tiegħu. Aħna se niddeskrivuhom wieħed wieħed fil-paragrafi li ġejjin.
Amplifikatur tal-fibra doped (Ir-rappreżentant tipiku: EDFA)
Amplifikatur tal-fibra doppjata bl-erbju (EDFA) huwa l-aktar amplifikaturi ottiċi tal-fibra użati l-iktar, magħmulin prinċipalment minn fibra doppjata bl-Erbium (EDF), sors tad-dawl tal-pompa, ganċijiet ottiċi, iżolaturi ottiċi, filtri ottiċi u komponenti oħra. Fost dawn, traċċa ta 'impurità fil-forma ta' jonju tal-erbju trivalenti tiddaħħal fil-qalba tas-silika tal-fibra ottika biex tbiddel il-karatteristiċi ottiċi tagħha u tippermetti l-amplifikazzjoni tas-sinjal.
Prinċipju ta ’Ħidma
Il-prinċipju ta ’tħaddim ta’ l-EDFA huwa li tuża s-sorsi tad-dawl tal-pompa, li ħafna drabi għandhom tul ta ’mewġ ta’ madwar 980 nm u xi kultant madwar 1450 nm, teċċita l-joni ta ’erbju (Er3 +) fl-istat 4I13 / 2 (fil-każ ta’ 980-nm) ippumpjar permezz ta ’4I11 / 2), minn fejn jistgħu jamplifikaw id-dawl fir-reġjun ta’ wavelength ta ’1.5-μm permezz ta’ emissjoni stimulata lura fil-manifold ta ’l-art ta’ l-art 4I15 / 2.
Vantaġġi u Żvantaġġi ta 'EDFA
Vantaġġi
L-EDFA għandu utilizzazzjoni ta 'enerġija għolja minn pompa (> 50%)
Amplifikament u simultanjament amplifikaw medda ta 'wavelengths wiesgħa (> 80nm) fir-reġjun ta' 1550nm, bi qligħ relattivament ċatt
Il-flatness jista 'jitjieb permezz ta' filtri ottiċi li jnaqqsu l-gwadann
Qligħ ta 'aktar minn 50 dB
Figura ta 'storbju baxx adattata għal applikazzjonijiet ta' refgħa twila
Żvantaġġi
Id-daqs tal-EDFA mhuwiex żgħir
Ma jistax jiġi integrat ma 'deviecs semikondutturi oħra
Amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA)
Semikonduttur ottiku amplifikatur huwa tip wieħed ta 'amplifikatur ottiku li juża semikonduttur biex jipprovdi l-medja ta' gwadann. Huma għandhom struttura simili għal dajowds tal-lejżer Fabry-Perot iżda b'elementi ta 'disinn kontra r-riflessjoni fuq it-tarf ta' fuq. B'differenza amplifikaturi ottiċi oħra, l-SOAs jiġu ppumpjati elettronikament (jiġifieri direttament permezz ta 'kurrent applikat), u laser tal-pompa separat mhux meħtieġ.
Prinċipju ta ’Ħidma
1.Emissjoni stimata biex jiġi amplifikat sinjal ottiku.
2.Reġjun attiv tas-semikonduttur.
3.Injezzjoni tal-kurrent għall-pompa ta 'l-elettroni fil-faxxa ta' konduzzjoni.
4. Is-sinjal tad-dħul jistimula t-transizzjoni ta 'elettroni' l isfel għall-faxxa tal-valenza biex tinkiseb amplifikazzjoni.
Vantaġġi u Żvantaġġi ta 'SOA
Vantaġġi
L-amplifikatur ottiku semikonduttur huwa ta 'daqs żgħir u ppumpjat bl-elettriku.
Jista 'jkun potenzjalment irħas mill-EDFA u jista' jiġi integrat ma 'lejżers, modulaturi semikondutturi, eċċ.
L-erba 'tipi kollha ta' operazzjonijiet mhux lineari (modulazzjoni ta 'qligħ inkroċjat, modulazzjoni ta' bejn il-fażijiet, konverżjoni tat-tul ta 'mewġ u taħlit ta' erba 'mewġ) jistgħu jsiru.
SOA tista 'titħaddem bil-laser ta' enerġija baxxa. Dan joriġina mill-ħajja qasira tan-nanosekonda jew inqas ta 'l-istat ta' fuq, sabiex il-gwadann jirreaġixxi malajr għal bidliet tal-qawwa tal-pompa jew tas-sinjal u l-bidliet fil-qligħ jikkawżaw ukoll bidliet fil-fażi li jistgħu jfixklu s-sinjali.
Żvantaġġi
Il-prestazzjoni ta ’SOA għadha mhix komparabbli ma’ l-EDFA. L-SOA għandha ħsejjes ogħla, gwadann aktar baxx, dipendenza moderata mill-polarizzazzjoni u non-linearità għolja biż-żmien li jgħaddi malajr.
Fiber Raman amplifikatur (FRA)
Fiber Raman Amplifier (FRA) huwa wkoll amplifikatur ottiku relattivament matur. Fi FRA, is-sinjal ottiku huwa amplifikat minħabba tifrix ta ’Raman stimulat (SRS). B'mod ġenerali, il-bott tal-FRA huwa maqsum f'tip f'daqqa msejjaħ LRA u tip imqassam imsejjaħ DRA. Il-medja tal-fibra għall-qligħ ta ’l-ewwel hija ġeneralment f’10 km. Barra minn hekk, hija teħtieġ qawwa tal-pompa ogħla, ġeneralment fi ftit sa tużżana watts li jistgħu jipproduċu 40 dB jew saħansitra fuq qligħ. Jintuża prinċipalment biex tiġi amplifikata l-medda ta 'sinjali ottiċi li EDFA ma tistax tissodisfa. Il-medja tal-fibra tal-ksib tad-DRA hija ġeneralment itwal minn LRA, ġeneralment għal għexieren ta 'kilometri filwaqt li l-qawwa tas-sors tal-pompa tinżel għal mijiet ta' megawatt. Jintuża prinċipalment fis-sistema ta 'komunikazzjoni DWDM, EDFA awżiljari biex titjieb il-prestazzjoni tas-sistema, jinibixxi l-effett mhux lineari, titnaqqas l-inċidenza tal-qawwa tas-sinjal, jittejjeb il-proporzjon tas-sinjal mal-ħoss u tiġi amplifikata online.
Prinċipju ta ’Ħidma
Il-prinċipju tal-FRA huwa bbażat fuq l-effett tat-tifrix ta 'Raman Stimulat (SRS). Il-medja tal-gwadann hija fibra ottika mhux magħquda. L-enerġija tiġi trasferita lis-sinjal ottiku permezz ta 'proċess ottiku mhux lineari magħruf bħala l-effett Raman. Foton inċident eċita elettron lejn l-istat virtwali u l-emissjoni stimulata sseħħ meta l-elettron jiddeċita l-isfel sal-istat vibrazzjonali tal-molekula tal-ħġieġ. Iċ-ċaqliq ta 'Stokes li jikkorrispondi għall-enerġija eigen ta' fonon huwa bejn wieħed u ieħor 13.2 THz għall-fibri ottiċi kollha.
Vantaġġi u Żvantaġġi ta 'FRA
Vantaġġi
Amplifikazzjoni ta 'wavelength varjabbli possibbli
Kompatibbli mal-fibra SM installata
Jista ’jintuża biex jestendi l-EDFAs
Jista 'jirriżulta f'qawwa medja aktar baxxa fuq medda ta' enerġija, tajjeb għal crosstalk aktar baxx
Operazzjoni ta 'broadband ħafna tista' tkun possibbli
Żvantaġġi
Rekwiżiti ta 'qawwa għolja ta' pompa, lasers b'qawwa għolja ta 'pompa waslu riċentement biss
Jinħtieġ kontroll sofistikat tal-gwadann
L-istorbju huwa wkoll kwistjoni
Sommarju
Wara li nitkellmu dwar dawn it-tliet tipi ta 'amplifikaturi ottiċi, aħna nagħmlu tqabbil tagħhom bħala t-tabella li ġejja.
