أنواع مضخمات الألياف

عندما تكون مسافة الإرسال طويلة جدًا (أكثر من 100 كيلومتر)، تتعرض الإشارة الضوئية لفقدان كبير. في السابق، كان يُستخدم عادةً مُكرِّرات الإشارة الضوئية لتضخيمها، إلا أن هذا النوع من الأجهزة له قيود معينة في التطبيقات العملية. لذا، تم استبداله بمُضخِّمات الألياف الضوئية. يوضح الشكل أدناه مبدأ عمل مُضخِّم الألياف الضوئية، حيث يُمكنه تضخيم الإشارة الضوئية مباشرةً دون المرور بعملية التحويل الضوئي-الكهربائي-الضوئي.

 كيف يعمل مضخم الألياف؟

عندما تكون مسافة الإرسال طويلة جدًا (أكثر من 100 كيلومتر)، تتعرض الإشارة الضوئية لفقدان كبير. في السابق، كان يُستخدم عادةً مُكرِّرات الإشارة الضوئية لتضخيمها، إلا أن هذا النوع من الأجهزة له قيود معينة في التطبيقات العملية. لذا، تم استبداله بمُضخِّمات الألياف الضوئية. يوضح الشكل أدناه مبدأ عمل مُضخِّم الألياف الضوئية، حيث يُمكنه تضخيم الإشارة الضوئية مباشرةً دون المرور بعملية التحويل الضوئي-الكهربائي-الضوئي.

ما هي أنواع مضخمات الألياف الضوئية الموجودة؟

1. مضخم الألياف المشوب بالإربيوم (EDFA)

يتكون مضخم الألياف المشوبة بالإربيوم (EDFA) بشكل أساسي من ألياف مشوبة بالإربيوم، ومصدر ضوء ضخ، ومقرن ضوئي، وعازل ضوئي، ومرشح ضوئي. وتُعد الألياف المشوبة بالإربيوم جزءًا هامًا من عملية تضخيم الإشارة الضوئية، حيث تُستخدم بشكل رئيسي لتضخيم الإشارة الضوئية في نطاق 1550 نانومتر. ولذلك، يعمل مضخم الألياف المشوبة بالإربيوم (EDFA) بكفاءة عالية في نطاق الأطوال الموجية من 1530 نانومتر إلى 1565 نانومتر.

Aالميزة:

أعلى معدل لاستخدام طاقة المضخة (أكثر من 50%)

يمكنه تضخيم الإشارة الضوئية بشكل مباشر ومتزامن في نطاق 1550 نانومتر

زيادة تتجاوز 50 ديسيبل

انخفاض مستوى الضوضاء في الإرسال لمسافات طويلة

عيب

مضخم الألياف المشوب بالإربيوم (EDFA) أكبر حجماً

لا يمكن لهذا الجهاز العمل بالتنسيق مع أجهزة أشباه الموصلات الأخرى

2. مضخم رامان

يُعدّ مُضخّم رامان الجهاز الوحيد القادر على تضخيم الإشارات الضوئية في نطاق 1292 نانومتر إلى 1660 نانومتر. ويعتمد مبدأ عمله على تأثير تشتت رامان المُحفّز في ألياف الكوارتز. وكما هو موضح في الشكل أدناه، عند سحب ضوء الضخ، يتم نقل إشارة ضوئية ضعيفة ضمن نطاق كسب مان وموجة ضوئية قوية في آنٍ واحد عبر الألياف الضوئية، فتُضخّم الإشارة الضوئية الضعيفة بفعل تأثير تشتت رامان.

Aالميزة:

مجموعة واسعة من النطاقات القابلة للتطبيق

يمكن استخدامه في تطبيقات كابلات الألياف أحادية النمط المثبتة

يمكن أن يعوض أوجه القصور في مضخم الألياف المشوب بالإربيوم (EDFA).

استهلاك منخفض للطاقة، تداخل منخفض

عيب:

قوة ضخ عالية

نظام تحكم معقد في الكسب

صاخب

3. مضخم الألياف الضوئية شبه الموصل (SOA)

تستخدم مضخمات الألياف الضوئية شبه الموصلة (SOA) مواد شبه موصلة كوسائط تضخيم، وتحتوي مدخلات ومخرجات الإشارة الضوئية الخاصة بها على طبقات مضادة للانعكاس لمنع الانعكاس على السطح النهائي للمضخم والقضاء على تأثير الرنان.

Aالميزة:

حجم صغير

طاقة خرج منخفضة

نطاق التردد للكسب صغير، لكن يمكن استخدامه في العديد من النطاقات المختلفة

وهو أرخص من مضخم الألياف المشوب بالإربيوم (EDFA) ويمكن استخدامه مع معدات أشباه الموصلات

يمكن تحقيق أربع عمليات غير خطية هي تعديل الكسب المتقاطع، وتعديل الطور المتقاطع، وتحويل الطول الموجي، ومزج أربع موجات.

عيب:

الأداء ليس بنفس مستوى مضخم الألياف المطعمة بالإربيوم (EDFA).

ضوضاء عالية وكسب منخفض