Quando la distanza di trasmissione è eccessiva (superiore a 100 km), il segnale ottico subisce una notevole perdita. In passato, per amplificare il segnale ottico si utilizzavano solitamente ripetitori ottici. Questo tipo di apparecchiatura presenta tuttavia alcune limitazioni nelle applicazioni pratiche. È stato quindi sostituito dagli amplificatori a fibra ottica. Il principio di funzionamento di un amplificatore a fibra ottica è illustrato nella figura seguente. Esso permette di amplificare direttamente il segnale ottico senza passare attraverso il processo di conversione ottico-elettrico-ottico.
Come funziona l'amplificatore a fibra ottica?
Quando la distanza di trasmissione è eccessiva (superiore a 100 km), il segnale ottico subisce una notevole perdita. In passato, per amplificare il segnale ottico si utilizzavano solitamente ripetitori ottici. Questo tipo di apparecchiatura presenta tuttavia alcune limitazioni nelle applicazioni pratiche. È stato quindi sostituito dagli amplificatori a fibra ottica. Il principio di funzionamento di un amplificatore a fibra ottica è illustrato nella figura seguente. Esso permette di amplificare direttamente il segnale ottico senza passare attraverso il processo di conversione ottico-elettrico-ottico.
Che tipi di amplificatori a fibra esistono?
1. Amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA)
L'amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA) è composto principalmente da fibra drogata con erbio, sorgente luminosa di pompaggio, accoppiatore ottico, isolatore ottico e filtro ottico. Tra questi, la fibra drogata con erbio è una parte importante dell'amplificazione del segnale ottico, utilizzata principalmente per ottenere l'amplificazione del segnale ottico nella banda dei 1550 nm; pertanto, l'amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA) funziona al meglio nell'intervallo di lunghezze d'onda da 1530 nm a 1565 nm.
Asvantaggio:
Il più alto tasso di utilizzo della potenza della pompa (superiore al 50%)
Può amplificare direttamente e simultaneamente il segnale ottico nella banda dei 1550 nm.
Guadagno superiore a 50 dB
Basso rumore nelle trasmissioni a lunga distanza
carenza
L'amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA) è più grande
Questa apparecchiatura non può funzionare in coordinamento con altre apparecchiature a semiconduttori
2. Amplificatore Raman
L'amplificatore Raman è l'unico dispositivo in grado di amplificare segnali ottici nella banda 1292 nm~1660 nm. Il suo principio di funzionamento si basa sull'effetto di diffusione Raman stimolata nella fibra di quarzo. Come mostrato nella figura sottostante, quando il debole segnale luminoso nella banda di guadagno di Mann e la forte onda luminosa di pompaggio vengono trasmessi simultaneamente nella fibra ottica, il debole segnale luminoso viene amplificato grazie all'effetto di diffusione Raman.
Asvantaggio:
Ampia gamma di bande applicabili
Utilizzabile in applicazioni di cablaggio in fibra monomodale installata
Può sopperire alle carenze degli amplificatori a fibra drogata con erbio (EDFA)
Basso consumo energetico, bassa diafonia
difetto:
Elevata potenza della pompa
Sistema di controllo del guadagno complesso
Rumoroso
3. Amplificatore a fibra ottica a semiconduttore (SOA)
Gli amplificatori a fibra ottica a semiconduttore (SOA) utilizzano materiali semiconduttori come mezzi di guadagno e i loro ingressi e uscite del segnale ottico presentano rivestimenti antiriflesso per prevenire la riflessione sulla superficie terminale dell'amplificatore ed eliminare l'effetto del risonatore.
Asvantaggio:
piccolo volume
Bassa potenza di uscita
La larghezza di banda del guadagno è ridotta, ma può essere utilizzata in molte bande diverse.
È più economico dell'amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA) e può essere utilizzato con apparecchiature a semiconduttore.
È possibile realizzare quattro operazioni non lineari di modulazione del guadagno incrociato, modulazione di fase incrociata, conversione di lunghezza d'onda e miscelazione a quattro onde.
difetto:
Le prestazioni non sono elevate come quelle dell'amplificatore a fibra drogata con erbio (EDFA).
Rumore elevato e basso guadagno
Data di pubblicazione: 17 settembre 2021