Przy zbyt dużej odległości transmisji (ponad 100 km) sygnał optyczny będzie charakteryzował się dużymi stratami. W przeszłości do wzmacniania sygnału optycznego zazwyczaj stosowano wzmacniacze optyczne. Tego rodzaju urządzenia mają pewne ograniczenia w praktycznych zastosowaniach. Zostały one zastąpione wzmacniaczami światłowodowymi. Zasada działania wzmacniacza światłowodowego jest przedstawiona na poniższym rysunku. Wzmacniacz może bezpośrednio wzmacniać sygnał optyczny, bez konieczności konwersji optycznej na elektryczno-optyczną.
Jak działa wzmacniacz światłowodowy?
Przy zbyt dużej odległości transmisji (ponad 100 km) sygnał optyczny będzie charakteryzował się dużymi stratami. W przeszłości do wzmacniania sygnału optycznego zazwyczaj stosowano wzmacniacze optyczne. Tego rodzaju urządzenia mają pewne ograniczenia w praktycznych zastosowaniach. Zostały one zastąpione wzmacniaczami światłowodowymi. Zasada działania wzmacniacza światłowodowego jest przedstawiona na poniższym rysunku. Wzmacniacz może bezpośrednio wzmacniać sygnał optyczny, bez konieczności konwersji optycznej na elektryczno-optyczną.
Jakie są rodzaje wzmacniaczy światłowodowych?
1. Wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA)
Wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA) składa się głównie z włókna domieszkowanego erbem, źródła światła pompującego, sprzęgacza optycznego, izolatora optycznego i filtru optycznego. Spośród nich, światłowód domieszkowany erbem stanowi ważny element wzmocnienia sygnału optycznego, wykorzystywanego głównie do wzmocnienia sygnału optycznego w paśmie 1550 nm. Dlatego wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA) działa najlepiej w zakresie długości fal od 1530 nm do 1565 nm.
Azaleta:
Najwyższe wykorzystanie mocy pompy (powyżej 50%)
Może bezpośrednio i jednocześnie wzmacniać sygnał optyczny w paśmie 1550 nm
Zysk powyżej 50 dB
Niski poziom hałasu w transmisji na duże odległości
niedociągnięcie
Wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA) jest większy
Sprzęt ten nie może współpracować z innym sprzętem półprzewodnikowym
2. Wzmacniacz Ramana
Wzmacniacz Ramana to jedyne urządzenie, które może wzmacniać sygnały optyczne w paśmie 1292 nm–1660 nm. Jego zasada działania opiera się na efekcie wymuszonego rozpraszania Ramana w włóknie kwarcowym. Jak pokazano na poniższym rysunku, gdy światło pompujące jest przyciągane, gdy słaby sygnał świetlny w paśmie wzmocnienia Manna i silna fala świetlna pompująca są jednocześnie przesyłane w włóknie optycznym, słaby sygnał świetlny zostanie wzmocniony dzięki efektowi rozpraszania Ramana.
Azaleta:
Szeroki zakres stosowanych pasm
Można go stosować w zainstalowanych aplikacjach okablowania światłowodowego jednomodowego
Może uzupełniać niedobory wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego erbem (EDFA)
Niskie zużycie energii, niski przesłuch
niedociągnięcie:
Duża moc pompy
Złożony system kontroli wzmocnienia
Hałaśliwy
3. Wzmacniacz światłowodowy półprzewodnikowy (SOA)
Wzmacniacze światłowodowe półprzewodnikowe (SOA) wykorzystują materiały półprzewodnikowe jako ośrodki wzmacniające, a ich wejścia i wyjścia sygnału optycznego mają powłoki antyrefleksyjne, które zapobiegają odbiciom na końcowej powierzchni wzmacniacza i eliminują wpływ rezonatora.
Azaleta:
mała objętość
Niska moc wyjściowa
Szerokość pasma wzmocnienia jest niewielka, ale można jej używać w wielu różnych pasmach
Jest tańszy niż wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (EDFA) i może być stosowany w urządzeniach półprzewodnikowych
Można realizować cztery nieliniowe operacje modulacji wzmocnienia krzyżowego, modulacji fazy krzyżowej, konwersji długości fali i mieszania czterech fal
niedociągnięcie:
Wydajność nie jest tak wysoka jak w przypadku wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego erbem (EDFA)
Wysoki poziom szumów i niski zysk
Czas publikacji: 17.09.2021