1. KlasifikasyonFibèAanplifikatè
Gen twa kalite prensipal anplifikatè optik:
(1) Anplifikatè Optik Semi-kondiktè (SOA, Anplifikatè Optik Semi-kondiktè);
(2) Anplifikatè fib optik ki dope ak eleman latè ra (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, elatriye), sitou anplifikatè fib ki dope ak erbium (EDFA), osi byen ke anplifikatè fib dopé ak thulium (TDFA) ak anplifikatè fib dopé ak praseodymium (PDFA), elatriye.
(3) Anplifikatè fib non lineyè, sitou anplifikatè Raman fib (FRA, Fiber Raman Amplifier). Konparezon prensipal pèfòmans anplifikatè optik sa yo montre nan tablo a.
EDFA (Anplifikatè Fib Dopé ak Èrbyòm)
Yo ka fòme yon sistèm lazè milti-nivo lè yo dope fib kwatz la ak eleman latè ra (tankou Nd, Er, Pr, Tm, elatriye), epi limyè siyal antre a anplifye dirèkteman anba aksyon limyè ponp lan. Apre yo fin bay fidbak apwopriye a, yo fòme yon lazè fib. Longèdonn travay anplifikatè fib dope Nd la se 1060nm ak 1330nm, epi devlopman ak aplikasyon li limite akòz devyasyon soti nan pi bon pò lavabo kominikasyon fib optik ak lòt rezon. Longèdonn fonksyònman EDFA ak PDFA yo respektivman nan fenèt longèdonn pèt ki pi ba a (1550nm) ak longèdonn dispèsyon zewo (1300nm) nan kominikasyon fib optik, epi TDFA opere nan S-band la, ki trè apwopriye pou aplikasyon sistèm kominikasyon fib optik. Espesyalman EDFA, devlopman ki pi rapid la, te pratik.
LaPPrensip EDFA a
Estrikti debaz EDFA a montre nan Figi 1(a), ki konpoze prensipalman de yon mwayen aktif (fib silica dopé ak èrbyòm ki gen anviwon plizyè dizèn mèt longè, ak yon dyamèt nwayo 3-5 mikron ak yon konsantrasyon dopan (25-1000)x10-6), yon sous limyè ponp (990 oswa 1480nm LD), yon kouplè optik ak yon izolatè optik. Limyè siyal ak limyè ponp ka pwopaje nan menm direksyon an (ponpe kodireksyonèl), direksyon opoze (ponpe ranvèse) oswa toude direksyon yo (ponpe bidireksyonèl) nan fib èrbyòm lan. Lè limyè siyal la ak limyè ponp lan enjekte nan fib èrbyòm lan an menm tan, iyon èrbyòm yo eksite nan yon nivo enèji ki wo anba aksyon limyè ponp lan (Figi 1(b), yon sistèm twa nivo), epi yo dekonpoze rapidman nan nivo enèji metastab, lè li retounen nan eta fondamantal la anba aksyon limyè siyal ensidan an, li emèt foton ki koresponn ak limyè siyal la, pou siyal la anplifye. Figi 1 (c) se spectre emisyon espontane anplifye (ASE) li a avèk yon gwo Pleasant (jiska 20-40nm) ak de pik ki koresponn ak 1530nm ak 1550nm respektivman.
Prensipal avantaj EDFA yo se gwo genyen, gwo Pleasant, gwo pouvwa pwodiksyon, gwo efikasite ponp, pèt ensèsyon ki ba, ak ensensibilite a eta polarizasyon.
2. Pwoblèm ak anplifikatè fib optik yo
Malgre anplifikatè optik la (sitou EDFA) gen anpil avantaj remakab, li pa yon anplifikatè ideyal. Anplis bri adisyonèl ki diminye rapò rapò son/bruit siyal la (SNR), gen kèk lòt enpèfeksyon, tankou:
- Inegalite nan spectre gen anplifikatè a afekte pèfòmans anplifikasyon milti-chanèl la;
- Lè anplifikatè optik yo kaskad, efè bri ASE, dispèsyon fib ak efè non lineyè yo ap akimile.
Yo dwe konsidere pwoblèm sa yo nan konsepsyon aplikasyon ak sistèm nan.
3. Aplikasyon anplifikatè optik nan sistèm kominikasyon fib optik
Nan sistèm kominikasyon fib optik la,Anplifikatè Fib OptikLi ka itilize non sèlman kòm yon anplifikatè pou ogmante puisans transmetè a pou ogmante puisans transmisyon an, men tou kòm yon preanplifikatè pou reseptè a pou amelyore sansiblite resepsyon an, epi li kapab tou ranplase repetitè optik-elektrik-optik tradisyonèl la, pou pwolonje distans transmisyon an epi reyalize kominikasyon tout optik.
Nan sistèm kominikasyon fib optik, prensipal faktè ki limite distans transmisyon an se pèt ak dispèsyon fib optik la. Lè w ap itilize yon sous limyè ki gen yon spectre etwat, oubyen lè w ap travay toupre longèdonn ki gen dispèsyon zewo a, enfliyans dispèsyon fib la piti. Sistèm sa a pa bezwen fè yon rejenerasyon konplè pou distribisyon siyal la (relè 3R) nan chak estasyon relè. Li sifi pou anplifye siyal optik la dirèkteman avèk yon anplifikatè optik (relè 1R). Anplifikatè optik yo ka itilize non sèlman nan sistèm koneksyon long distans, men tou nan rezo distribisyon fib optik, espesyalman nan sistèm WDM, pou anplifye plizyè chanèl an menm tan.
1) Aplikasyon Anplifikatè Optik nan Sistèm Kominikasyon Fib Optik Trunk
Figi 2 se yon dyagram eskematik aplikasyon anplifikatè optik la nan sistèm kominikasyon fib optik trunk la. (a) Imaj la montre ke anplifikatè optik la itilize kòm anplifikatè ogmantasyon puisans pou transmetè a ak preanplifikatè pou reseptè a pou distans ki pa relè a double. Pa egzanp, lè yo adopte EDFA, sistèm transmisyon an... Distans 1.8Gb/s ogmante soti nan 120km pou rive nan 250km oubyen menm rive nan 400km. Figi 2 (b)-(d) se aplikasyon anplifikatè optik nan sistèm milti-relè; Figi (b) se mòd relè 3R tradisyonèl la; Figi (c) se mòd relè melanje repetitè 3R yo ak anplifikatè optik yo; Figi 2 (d) Li se yon mòd relè tout-optik; nan yon sistèm kominikasyon tout-optik, li pa gen ladan sikui distribisyon tan ak rejenerasyon, kidonk li transparan an bit, epi pa gen okenn restriksyon "moustach boutèy elektwonik". Toutotan ekipman voye ak resevwa nan tou de bout yo ranplase, li fasil pou amelyore soti nan yon vitès ki ba pou rive nan yon vitès ki wo, epi anplifikatè optik la pa bezwen ranplase.
2) Aplikasyon anplifikatè optik nan rezo distribisyon fib optik
Avantaj anplifikatè optik yo (sitou EDFA) an tèm de gwo puisans trè itil nan rezo distribisyon bande laj (tankouTelevizyon pa kabRezo). Rezo CATV tradisyonèl la adopte kab koaksiyal, ki bezwen anplifye chak plizyè santèn mèt, epi reyon sèvis rezo a se anviwon 7km. Rezo CATV fib optik ki itilize anplifikatè optik yo ka non sèlman ogmante anpil kantite itilizatè distribye yo, men tou elaji chemen rezo a anpil. Dènye devlopman yo montre ke distribisyon fib optik/ibrid (HFC) tire avantaj tou de epi li gen yon gwo konpetitivite.
Figi 4 la se yon egzanp yon rezo distribisyon fib optik pou modilasyon AM-VSB 35 chanèl televizyon. Sous limyè transmetè a se DFB-LD ak yon longèdonn 1550nm ak yon puisans sòti 3.3dBm. Lè l sèvi avèk yon EDFA 4 nivo kòm yon anplifikatè distribisyon puisans, puisans antre li se anviwon -6dBm, epi puisans sòti li se anviwon 13dBm. Sansiblite reseptè optik la se -9.2d Bm. Apre 4 nivo distribisyon, kantite total itilizatè yo rive nan 4.2 milyon, epi chemen rezo a se plis pase plizyè dizèn kilomèt. Rapò siyal-bri pondere tès la te pi gran pase 45dB, epi EDFA pa t lakòz yon rediksyon nan CSO.
Dat piblikasyon: 23 avril 2023