1. ning tasnifiFiberAkuchaytirgichlar
Optik kuchaytirgichlarning uchta asosiy turi mavjud:
(1) yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich (SOA, yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich);
(2) Noyob tuproq elementlari (erbiy Er, tuliy Tm, praseodimiyum Pr, rubidiy Nd va boshqalar) bilan qoplangan optik tolali kuchaytirgichlar, asosan erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (EDFA), shuningdek, tuliy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (TDFA) va praseodimiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (PDFA) va boshqalar.
(3) Lineer bo'lmagan tolali kuchaytirgichlar, asosan tolali Raman kuchaytirgichlari (FRA, Fiber Raman kuchaytirgich).Ushbu optik kuchaytirgichlarning asosiy ishlashini taqqoslash jadvalda ko'rsatilgan
EDFA (Erbium qo'shilgan tolali kuchaytirgich)
Ko'p darajali lazer tizimi kvarts tolasini noyob tuproq elementlari (Nd, Er, Pr, Tm va boshqalar kabi) bilan doping qilish orqali hosil bo'lishi mumkin va kirish signali nuri nasos nuri ta'sirida to'g'ridan-to'g'ri kuchaytiriladi.Tegishli fikr-mulohazalarni taqdim etgandan so'ng, tolali lazer hosil bo'ladi.Nd-doped tolali kuchaytirgichning ishchi to'lqin uzunligi 1060nm va 1330nm bo'lib, uni ishlab chiqish va qo'llash optik tolali aloqaning eng yaxshi cho'kish portidan og'ish va boshqa sabablarga ko'ra cheklangan.EDFA va PDFA ning ishlaydigan to'lqin uzunliklari mos ravishda optik tolali aloqaning eng kam yo'qotish (1550nm) va nol dispersiya to'lqin uzunligi (1300nm) oynasida joylashgan va TDFA optik tolali aloqa tizimi ilovalari uchun juda mos bo'lgan S-bandida ishlaydi. .Ayniqsa, eng tez rivojlanish bo'lgan EDFA amaliy bo'ldi.
ThePEDFA printsipi
EDFA ning asosiy tuzilishi 1(a)-rasmda ko'rsatilgan bo'lib, u asosan faol muhitdan iborat (erbiy qo'shilgan kremniy tolasi uzunligi taxminan o'nlab metr, yadro diametri 3-5 mikron va doping kontsentratsiyasi (25)) -1000)x10-6), nasos yorug'lik manbai (990 yoki 1480nm LD), optik ulash va optik izolyator.Signal nuri va nasos nuri erbium tolasida bir xil yo'nalishda (ko'p yo'nalishli nasos), qarama-qarshi yo'nalishda (teskari nasos) yoki ikkala yo'nalishda (ikki tomonlama nasos) tarqalishi mumkin.Signal nuri va nasos nuri bir vaqtning o'zida erbium tolasiga AOK qilinganida, erbium ionlari nasos nuri ta'sirida yuqori energiya darajasiga qo'zg'aladi (1-rasm (b), uch darajali tizim), va tez metastabil energiya darajasiga tushadi, u tushayotgan signal nuri ta'sirida asosiy holatga qaytganida, signal nuriga mos keladigan fotonlarni chiqaradi, shunda signal kuchayadi.Shakl 1 (c) katta tarmoqli kengligi (20-40nm gacha) va mos ravishda 1530nm va 1550nm ga to'g'ri keladigan ikkita cho'qqi bilan kuchaytirilgan spontan emissiya (ASE) spektridir.
EDFA ning asosiy afzalliklari yuqori daromad, katta tarmoqli kengligi, yuqori chiqish quvvati, yuqori nasos samaradorligi, past kiritish yo'qotilishi va polarizatsiya holatiga befarqlikdir.
2. Optik tolali kuchaytirgichlar bilan bog'liq muammolar
Optik kuchaytirgich (ayniqsa, EDFA) juda ko'p afzalliklarga ega bo'lsa-da, u ideal kuchaytirgich emas.Signalning SNR ni kamaytiradigan qo'shimcha shovqinga qo'shimcha ravishda, ba'zi boshqa kamchiliklar ham mavjud, masalan:
- Kuchaytirgichning tarmoqli kengligidagi daromad spektrining notekisligi ko'p kanalli kuchaytirish ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi;
- Optik kuchaytirgichlar kaskadlanganda, ASE shovqini, tolaning tarqalishi va chiziqli bo'lmagan effektlarning ta'siri to'planadi.
Ushbu masalalar dastur va tizimni loyihalashda hisobga olinishi kerak.
3. Optik kuchaytirgichni optik tolali aloqa tizimida qo'llash
Optik tolali aloqa tizimidaOptik tolali kuchaytirgichuzatish quvvatini oshirish uchun transmitterning quvvat kuchaytirgichi sifatida emas, balki qabul qilish sezgirligini yaxshilash uchun qabul qiluvchining oldingi kuchaytirgichi sifatida ham foydalanish mumkin, shuningdek, uzatishni kengaytirish uchun an'anaviy optik-elektr-optik takrorlagichni almashtirishi mumkin. masofa va barcha optik aloqani amalga oshirish.
Optik tolali aloqa tizimlarida uzatish masofasini cheklovchi asosiy omillar optik tolaning yo'qolishi va tarqalishi hisoblanadi.Tor spektrli yorug'lik manbasidan foydalangan holda yoki nol dispersiyali to'lqin uzunligi yaqinida ishlaganda, tolalar dispersiyasining ta'siri kichikdir.Ushbu tizim har bir o'rni stantsiyasida signal vaqtini to'liq qayta tiklashni (3R o'rni) amalga oshirishi shart emas.Optik signalni optik kuchaytirgich (1R o'rni) bilan to'g'ridan-to'g'ri kuchaytirish kifoya.Optik kuchaytirgichlar nafaqat uzoq masofali magistral tizimlarda, balki optik tolali tarqatish tarmoqlarida, ayniqsa WDM tizimlarida bir vaqtning o'zida bir nechta kanallarni kuchaytirish uchun ishlatilishi mumkin.
1) Magistral optik tolali aloqa tizimlarida optik kuchaytirgichlarni qo'llash
2-rasmda magistral optik tolali aloqa tizimida optik kuchaytirgichni qo'llash sxematik diagrammasi keltirilgan.(a) rasmda ko'rinib turibdiki, optik kuchaytirgich transmitterning quvvat kuchaytirgichi va qabul qilgichning oldingi kuchaytirgichi sifatida ishlatiladi, shuning uchun o'rni bo'lmagan masofa ikki barobar ortadi.Masalan, EDFA-ni qabul qilish, tizim uzatish 1,8 Gb/s masofa 120 km dan 250 km gacha oshadi yoki hatto 400 km ga etadi.2-rasm (b)-(d) ko'p releli tizimlarda optik kuchaytirgichlarning qo'llanilishi;Shakl (b) an'anaviy 3R o'rni rejimi;Shakl (c) 3R takrorlash qurilmalari va optik kuchaytirgichlarning aralash o'rni rejimi;2-rasm (d) Bu to'liq optik o'rni rejimi;to'liq optik aloqa tizimida u vaqt va regeneratsiya davrlarini o'z ichiga olmaydi, shuning uchun u bir oz shaffofdir va "elektron shisha mo'ylovi" cheklovi yo'q.Ikkala uchidagi jo'natuvchi va qabul qiluvchi uskuna almashtirilsa, past tezlikdan yuqori tezlikka ko'tarilish oson va optik kuchaytirgichni almashtirish kerak emas.
2) Optik kuchaytirgichni optik tolali tarqatish tarmog'ida qo'llash
Optik kuchaytirgichlarning (ayniqsa EDFA) yuqori quvvatli chiqish afzalliklari keng polosali tarqatish tarmoqlarida (masalan,CATVTarmoqlar).An'anaviy CATV tarmog'i har bir necha yuz metrda kuchaytirilishi kerak bo'lgan koaksiyal kabelni qabul qiladi va tarmoqning xizmat ko'rsatish radiusi taxminan 7 km.Optik kuchaytirgichlardan foydalangan holda optik tolali CATV tarmog'i nafaqat taqsimlangan foydalanuvchilar sonini sezilarli darajada oshirishi, balki tarmoq yo'lini sezilarli darajada kengaytirishi mumkin.So'nggi o'zgarishlar shuni ko'rsatdiki, optik tolali / gibrid (HFC) taqsimoti ikkalasining ham kuchli tomonlarini tortadi va kuchli raqobatbardoshlikka ega.
4-rasmda televizorning 35 ta kanalining AM-VSB modulyatsiyasi uchun optik tolali tarqatish tarmog'iga misol keltirilgan.Transmitterning yorug'lik manbai DFB-LD bo'lib, to'lqin uzunligi 1550 nm va chiqish quvvati 3,3 dBm.Quvvat taqsimlash kuchaytirgichi sifatida 4 darajali EDFA dan foydalanish, uning kirish quvvati taxminan -6 dBm, chiqish quvvati esa taxminan 13 dBm.Optik qabul qiluvchining sezgirligi -9,2d Bm.4 ta tarqatish darajasidan so'ng foydalanuvchilarning umumiy soni 4,2 millionga yetdi, tarmoq yo'li esa o'nlab kilometrdan ortiq.Sinovning og'irlikdagi signal-shovqin nisbati 45dB dan katta edi va EDFA CSO ning pasayishiga olib kelmadi.
Xabar vaqti: 2023-yil 23-aprel