1. Klassifikaasje fanFiberAmpifiers
D'r binne trije haadtypen optyske fersterkers:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Fersterkers foar glêstried dotearre mei seldsume ierde-eleminten (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ensfh.), benammen erbium-gedopte fiberfersterkers (EDFA), lykas ek thulium-gedopte glêstriedfersterkers (TDFA) en praseodymium-dopte fiberfersterkers (PDFA), ensfh.
(3) Net-lineêre glêstriedfersterkers, benammen fiber Raman fersterkers (FRA, Fiber Raman Amplifier).De wichtichste prestaasjesfergeliking fan dizze optyske fersterkers wurdt werjûn yn 'e tabel
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
In multi-level laser systeem kin wurde foarme troch doping de kwartsfaser mei seldsume ierde eleminten (lykas Nd, Er, Pr, Tm, ensfh), En de ynfier sinjaal ljocht wurdt direkt fersterke ûnder de aksje fan de pomp ljocht.Nei it jaan fan passende feedback, wurdt in glêstriedlaser foarme.De wurkjende golflingte fan 'e Nd-dopede glêstriedfersterker is 1060nm en 1330nm, en syn ûntwikkeling en tapassing binne beheind troch ôfwiking fan' e bêste sinkpoarte fan glêstriedkommunikaasje en oare redenen.De operearjende golflingten fan EDFA en PDFA binne respektivelik yn it finster fan it leechste ferlies (1550nm) en nul dispersion golflingte (1300nm) fan glêstriedkommunikaasje, en TDFA wurket yn 'e S-band, dy't tige geskikt binne foar applikaasjes foar optyske fiberkommunikaasjesysteem .Benammen EDFA, de meast rappe ûntwikkeling, hat praktysk west.
DePrinsipel fan EDFA
De basisstruktuer fan EDFA wurdt werjûn yn figuer 1(a), dy't benammen is gearstald út in aktyf medium (erbium-dopede silikafaser sawat tsientallen meters lang, mei in kearndiameter fan 3-5 mikron en in dopingkonsintraasje fan (25) -1000) x10-6), pomp ljocht boarne (990 of 1480nm LD), optyske koppeling en optyske isolator.Sinjaalljocht en pompljocht kinne yn deselde rjochting (codirectional pumping), tsjinoerstelde rjochtingen (reverse pumping) of beide rjochtingen (bidirectional pumping) yn 'e erbiumfaser fuortplantsje.As it sinjaalljocht en it pompljocht tagelyk yn 'e erbiumfaser ynjeksje wurde, wurde de erbiumionen opwekke nei in heech enerzjynivo ûnder de aksje fan it pompljocht (figuer 1 (b), in trije-nivo systeem), en gau ferfal nei de metastabiele enerzjy nivo , as it werom nei de grûn steat ûnder de aksje fan it ynfallende sinjaal ljocht, it emits fotonen oerienkomt mei it sinjaal ljocht, sadat it sinjaal wurdt fersterke.Figuer 1 (c) is it fersterke spontane emission (ASE) spektrum mei in grutte bânbreedte (oant 20-40nm) en twa peaks dy't oerienkomme mei respektivelik 1530nm en 1550nm.
De wichtichste foardielen fan EDFA binne hege winst, grutte bânbreedte, hege útfier macht, hege pomp effisjinsje, lege ynfoegingsferlies, en ûngefoelichheid foar polarisaasje steat.
2. Problemen mei Fiber Optical Amplifiers
Hoewol de optyske fersterker (benammen EDFA) in protte treflike foardielen hat, is it gjin ideale fersterker.Neist it ekstra lûd dat de SNR fan it sinjaal ferminderet, binne d'r wat oare tekoarten, lykas:
- Unjildichheid fan it winst spektrum binnen de amplifier bânbreedte beynfloedet multi-kanaal amplification prestaasje;
- As optyske fersterkers wurde kaskaded, sille de effekten fan ASE-lûd, glêstriedfersprieding en net-lineêre effekten accumulearje.
Dizze problemen moatte wurde beskôge yn tapassing en systeemûntwerp.
3. Tapassing fan Optical Amplifier yn Optical Fiber Communication System
Yn de glêstried kommunikaasje systeem, deFiber Optical Amplifierkin net allinich brûkt wurde as in krêftfersterker fan 'e stjoerder om de oerdrachtkrêft te ferheegjen, mar ek as in foarfersterker fan' e ûntfanger om de ûntfangende gefoelichheid te ferbetterjen, en kin ek de tradisjonele optysk-elektrysk-optyske repeater ferfange, om de oerdracht út te wreidzjen ôfstân en realisearje all-optyske kommunikaasje.
Yn optyske glêstriedkommunikaasjesystemen binne de wichtichste faktoaren dy't de oerdrachtôfstân beheine it ferlies en fersprieding fan 'e glêstried.Mei help fan in smel-spektrum ljocht boarne, of wurkje tichtby de nul-dispersion golflingte, de ynfloed fan fiber dispersion is lyts.Dit systeem hoecht gjin folsleine sinjaal timing regeneraasje (3R estafette) út te fieren by elk estafettestasjon.It is genôch om it optyske sinjaal direkt te fersterkjen mei in optyske fersterker (1R estafette).Optyske fersterkers kinne brûkt wurde net allinnich yn lange-ôfstân trunk systemen, mar ek yn optyske fiber distribúsje netwurken, benammen yn WDM systemen, te fersterkjen meardere kanalen tagelyk.
1) Tapassing fan optyske Amplifiers yn Trunk Optical Fiber Communication Systems
figuer 2 is in skematyske diagram fan de tapassing fan de optyske fersterker yn de romp glêstried kommunikaasje systeem.(a) de ôfbylding lit sjen dat de optyske fersterker wurdt brûkt as de krêftfersterker fan 'e stjoerder en de foarfersterker fan' e ûntfanger, sadat de net-relaisôfstân ferdûbele wurdt.Bygelyks, it oannimmen fan EDFA, it systeem oerdracht ôfstân fan 1.8Gb/s nimt ta fan 120km nei 250km of berikt sels 400km.figuer 2 (b) - (d) is de tapassing fan optyske fersterkers yn multi-relay systemen;Figure (b) is de tradisjonele 3R estafette modus;figuer (c) is de mingde estafette modus fan 3R repeaters en optyske fersterkers;figuer 2 (d) It is in all-optyske estafette modus;yn in all-optysk kommunikaasje systeem, it omfiemet gjin timing en regeneraasje circuits, dus it is bit-transparant, en der is gjin "elektroanyske flesse whisker" beheining.Sa lang as it ferstjoeren en ûntfangen apparatuer oan beide úteinen wurdt ferfongen, It is maklik in upgrade út in lege taryf nei in hege taryf, en de optyske fersterker hoecht net te wurde ferfongen.
2) Tapassing fan Optical Amplifier yn Optical Fiber Distribution Network
De foardielen fan hege krêftútfier fan optyske fersterkers (benammen EDFA) binne heul nuttich yn breedbândistribúsjenetwurken (lykasCATVNetwurken).It tradisjonele CATV-netwurk nimt koaksiale kabel oan, dy't elke hûndert meter moat wurde fersterke, en de tsjinstradius fan it netwurk is sawat 7 km.De optyske glêstried CATV netwurk mei help fan optyske fersterkers kin net allinnich sterk tanimme it oantal ferspraat brûkers, mar ek gâns útwreidzje it netwurk paad.Resinte ûntjouwings hawwe sjen litten dat de ferdieling fan glêstried / hybride (HFC) lûkt de sterke punten fan beide en hat sterke konkurrinsjefermogen.
Figuer 4 is in foarbyld fan in optyske glêstried distribúsje netwurk foar AM-VSB modulaasje fan 35 kanalen fan TV.De ljochtboarne fan 'e stjoerder is DFB-LD mei in golflingte fan 1550nm en útfierkrêft fan 3.3dBm.It brûken fan 4-nivo EDFA as in krêftferdielingsfersterker, is syn ynfierkrêft sawat -6dBm, en syn útfierkrêft is sawat 13dBm.Optyske ûntfanger gefoelichheid -9.2d Bm.Nei 4 nivo's fan distribúsje hat it totale oantal brûkers 4,2 miljoen berikt, en it netwurkpaad is mear as tsientallen kilometers.De gewogen sinjaal-to-lûd-ferhâlding fan 'e test wie grutter dan 45dB, en EDFA feroarsake gjin reduksje yn CSO.
Post tiid: Apr-23-2023