1. klassifikatsioonFiberAMPLIFIFIFIF?
Optilisi võimendeid on kolm peamist tüüpi:
(1) pooljuhtide optiline võimendi (SOA, pooljuht optiline võimendi);
(2) Optilised kiudained, mis on legeeritud haruldaste muldmetallidega elementidega (erbium ER, Thulium TM, Praseodmium PR, Rubiidium ND jne), peamiselt erbiumiga legeeritud kiudained (Edfa), samuti thulium-legeeritud kiudained (TDFA) ja Praseodymium-legeeritud kiudumisvõimendid (PDFA) jne.
(3) Mittelineaarsed kiudained võimendid, peamiselt kiudainete Ramani võimendid (FRA, kiudaine Ramani võimendi). Nende optiliste võimendite peamine jõudlusvõrdlus on toodud tabelis
EDFA (erbium legeeritud kiudaine võimendi)
Mitmetasandilise lasersüsteemi saab moodustada kvartkiudude kiudude dopinguga haruldaste muldmetallidega (näiteks ND, ER, PR, TM jne) ja sisendsignaali tuli amplifitseeritakse otse pumba valguse toimimisel. Pärast asjakohase tagasiside andmist moodustub kiudlaser. ND-legeeritud kiudumisvõimendi töölainepikkus on 1060nm ja 1330nm ning selle arendamine ja rakendamine on piiratud, kuna kõrvalekalded kiudoptilise kommunikatsiooni parimatest valamupordist ja muudest põhjustest. EDFA ja PDFA töölainepikkused on vastavalt madalaima kadumise (1550 nm) aknas ja optilise kiudude kommunikatsiooni dispersioonilainepikkus (1300 nm) ning TDFA töötab S-ribas, mis on väga sobivad optiliste kiudude kommunikatsioonisüsteemi rakenduste jaoks. Eriti EDFA, kõige kiirem areng, on olnud praktiline.
SellePEDFA RINCIPLE
EDFA põhistruktuur on näidatud joonisel 1 (a), mis koosneb peamiselt aktiivsest söötmest (Erbiumi legeeritud ränidioksiidikiud umbes kümnete meetrite pikkusega, südamiku läbimõõduga 3-5 mikronit ja dopingukontsentratsioon (25-1000) x10-6), pumbavalgusallikas (990 või 1480nm Ld), optiline korpus. Signaalvalgus ja pumbavalgus võivad levida samas suunas (kodisuunaline pumpamine), vastassuunad (tagurpidi pumpamine) või mõlemad suunad (kahesuunaline pumpamine) erbiumkiust. Kui signaalitule ja pumba tuli süstitakse samal ajal erbiumi kiudainetesse, erutuvad erbiumi ioonid pumba valguse toimel (joonis 1 (b), kolmetasandiline süsteem) suure energiatasemega ja lagunevad kiiresti metastabiilse energiatasemele, kui see naaseb maapealsesse olekusse, mis astub signaali valgustusse, mis vastab signaalile, signaalile. Joonis 1 (c) on selle amplifitseeritud spontaanse emissiooni (ASE) spekter suure ribalaiusega (kuni 20–40nm) ja kaks piigi, mis vastavad vastavalt 1530 nm ja 1550 nm.
EDFA peamised eelised on suur võimendus, suur ribalaius, suur väljundvõimsus, kõrge pumba efektiivsus, madal sisestuskao ja tundetus polarisatsiooni oleku suhtes.
2. Kiudoptiliste võimenditega seotud probleemid
Ehkki optilisel võimendil (eriti EDFA) on palju silmapaistvaid eeliseid, pole see ideaalne võimendi. Lisaks täiendavale mürale, mis vähendab signaali SNR -i, on ka muid puudusi, näiteks:
- võimendusspektri ebaühtlus võimendi ribalaius mõjutab mitme kanaliga võimenduse jõudlust;
- Kui optilised võimendid on kaskaaditud, kogunevad ASE müra, kiudainete dispersiooni ja mittelineaarsete mõjude mõjud.
Neid probleeme tuleb arvestada rakenduste ja süsteemi kujundamisel.
3. optilise võimendi rakendamine optilise kiu summutussüsteemis
Optilise kiudude sidesüsteemisKiudoptiline võimendiSeda saab kasutada mitte ainult saatja võimsuse võimendajana, et suurendada ülekandevõimsust, vaid ka vastuvõtja eelvõimendina, et parandada vastuvõtvat tundlikkust, ning võib asendada ka traditsioonilist optilist-elektrilist optilist kordajat, laiendada ülekandevahetust ja realiseerida kogu optilist suhtlust.
Optiliste kiudude sidesüsteemides on peamised ülekandekaugust piiravad tegurid optilise kiudude kadu ja hajutamine. Kasutades kitsa spektriga valgusallikat või töötades nullharve lainepikkuse lähedal, on kiudude dispersiooni mõju väike. See süsteem ei pea igas releejaamas teostama täielikku signaali ajastamise regenereerimist (3R relee). Piisab optilise signaali otsese võimendamisest optilise võimendiga (1R relee). Optilisi võimendeid saab kasutada mitte ainult pikamaa-pagasiruumides, vaid ka optilistes kiudainete jaotusvõrkudes, eriti WDM-süsteemides, et amplifitseerida mitu kanalit üheaegselt.
1) Optiliste võimendite rakendamine pagasiruumides optiliste kiudude sidesüsteemides
Joonis 2 on skemaatiline diagramm optilise võimendi rakendamisest pagasiruumi optilise kiu sidesüsteemis. (a) Pilt näitab, et optilist võimendit kasutatakse saatja võimsuse suurendamise võimendi ja vastuvõtja eelvõimendina nii, et mitte-relatiivse vahemaa kahekordistuks. Näiteks EDFA kasutuselevõtt, süsteemi ülekanne Kaugus 1,8 GB/s suureneb 120 km -lt 250 km -ni või ulatub isegi 400 km. Joonis 2 (b)-(d) on optiliste võimendite rakendamine mitme relatiga süsteemides; Joonis (b) on traditsiooniline 3R relee režiim; Joonis (C) on 3R kordujate ja optiliste võimendite segarežiim; Joonis 2 (d) See on kogu optilise relee režiim; Kõigi optiliste sidesüsteemide korral ei hõlma see ajastus- ja regenereerimisahelaid, seega on see natuke läbipaistev ja “elektroonilise pudeli visiku” piiranguid pole. Kuni saatmise ja vastuvõtmise seadmed on mõlemast otsast välja vahetatud, on seda hõlpsalt madala kiirusega kõrge kiirusega versiooniuuendus ja optilist võimendit ei pea välja vahetama.
2) Optilise võimendi rakendamine optilise kiudude jaotusvõrgus
Optiliste võimendite (eriti EDFA) suure väljundi eelised on lairiba jaotusvõrkudes väga kasulikud (näiteksCATVVõrgud). Traditsiooniline CATV -võrk võtab kasutusele koaksiaalkaabli, mida tuleb võimendada iga mitmesaja meetri tagant, ja võrgu teenindusraadius on umbes 7km. Optiliste kiudainete võrk, mis kasutab optilisi võimendeid, ei saa mitte ainult hajutatud kasutajate arvu märkimisväärselt suurendada, vaid ka võrguteed oluliselt laiendada. Värsked arengud on näidanud, et optiliste kiudainete/hübriid (HFC) jaotus tõmbab mõlema tugevuse ja sellel on tugev konkurentsivõime.
Joonis 4 on näide optilise kiudude jaotusvõrgust 35 teleri kanali AM-VSB modulatsiooni jaoks. Saatja valgusallikas on DFB-LD lainepikkusega 1550Nm ja väljundvõimsus 3,3dBm. Kasutades 4 -astmelist EDFA -d energiajaotuse võimendina, on selle sisendvõimsus umbes -6dBm ja väljundvõimsus umbes 13 dBm. Vastuvõtja tundlikkus -9,2d BM. Pärast 4 jaotustaset on kasutajate koguarv jõudnud 4,2 miljoni ja võrgutee on rohkem kui kümneid kilomeetreid. Testi kaalutud signaali ja müra suhe oli suurem kui 45 dB ja EDFA ei põhjustanud CSO vähenemist.
Postiaeg: 23.-23-2023