1. Klasifiko deFiberAamplifiloj
Estas tri ĉefaj specoj de optikaj amplifiloj:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Optikaj fibro-amplifiloj dopitaj kun maloftaj elementoj (erbio Er, tulio Tm, praseodimio Pr, rubidio Nd, ktp.), ĉefe erbio-dopataj fibro-amplifiloj (EDFA), same kiel tuli-dopitaj fibro-amplifiloj (TDFA) kaj praseodim-dopitaj fibro-amplifiloj (PDFA), ktp.
(3) Neliniaj fibro-amplifiloj, ĉefe fibro-Raman-amplifiloj (FRA, Fiber Raman Amplifier).La ĉefa rendimenta komparo de ĉi tiuj optikaj amplifiloj estas montrita en la tabelo
EDFA (Erbium Doped Fibra Amplifier)
Plurnivela lasersistemo povas esti formita per dopado de la kvarca fibro kun raraj elementoj (kiel ekzemple Nd, Er, Pr, Tm, ktp.), kaj la eniga signallumo estas rekte plifortigita sub la ago de la pumpila lumo.Post disponigado de taŭga retrosciigo, fibra lasero estas formita.La funkcia ondolongo de la Nd-dopa fibro-amplifilo estas 1060nm kaj 1330nm, kaj ĝia evoluo kaj aplikado estas limigitaj pro devio de la plej bona sinka haveno de optika fibro-komunikado kaj aliaj kialoj.La funkciaj ondolongoj de EDFA kaj PDFA estas respektive en la fenestro de la plej malalta perdo (1550nm) kaj nula disvastiga ondolongo (1300nm) de optika fibro komunikado, kaj TDFA funkcias en la S-bando, kiuj estas tre taŭgaj por optika fibro komunika sistemo aplikoj. .Precipe EDFA, la plej rapida evoluo, estis praktika.
LaPprincipo de EDFA
La baza strukturo de EDFA estas montrita en Figuro 1(a), kiu estas ĉefe kunmetita de aktiva medio (erbio-dopata silicfibro longa ĉirkaŭ dekoj da metroj, kun kerndiametro de 3-5 mikronoj kaj dopa koncentriĝo de (25). -1000)x10-6), pumpila lumfonto (990 aŭ 1480nm LD), optika kunigilo kaj optika izolilo.Signallumo kaj pumplumo povas disvastigi en la sama direkto (kundirekta pumpado), kontraŭaj indikoj (inversa pumpado) aŭ ambaŭ indikoj (dudirekta pumpado) en la erbiofibro.Kiam la signallumo kaj la pumpillumo estas injektitaj en la erbiofibro samtempe, la erbiojonoj estas ekscititaj al alta energinivelo sub la ago de la pumpila lumo (Figuro 1 (b), trinivela sistemo), kaj rapide kadukiĝas al la metastabila energinivelo, kiam ĝi revenas al la baza stato sub la ago de la okazaĵa signallumo, ĝi elsendas fotonojn respondajn al la signallumo, tiel ke la signalo estas plifortigita.Figuro 1 (c) estas ĝia plifortigita spontanea emisio (ASE) spektro kun granda bendolarĝo (ĝis 20-40nm) kaj du pintoj egalrilatantaj al 1530nm kaj 1550nm respektive.
La ĉefaj avantaĝoj de EDFA estas alta gajno, granda bendolarĝo, alta eligo-potenco, alta pumpefikeco, malalta enmetperdo, kaj malsentemo al polusiĝo-stato.
2. Problemoj kun Fibra Optika Amplifiloj
Kvankam la optika amplifilo (precipe EDFA) havas multajn elstarajn avantaĝojn, ĝi ne estas ideala amplifilo.Krom la plia bruo, kiu reduktas la SNR de la signalo, ekzistas iuj aliaj mankoj, kiel ekzemple:
- Neegaleco de la gajna spektro ene de la bendolarĝo de amplifilo influas multkanalan plifortigon;
- Kiam optikaj amplifiloj estas kaskadataj, la efikoj de ASE-bruo, fibro-disvastigo kaj neliniaj efikoj akumuliĝos.
Ĉi tiuj aferoj devas esti konsiderataj en aplikaĵo kaj sistema dezajno.
3. Apliko de Optika Amplifilo en Optika Fibra Komunika Sistemo
En la optika fibro komunikado sistemo, laFibro Optika Amplifilopovas esti uzata ne nur kiel amplifilo de potenco de la dissendilo por pliigi la transdonon, sed ankaŭ kiel antaŭamplifilo de la ricevilo por plibonigi la ricevan sentemon, kaj ankaŭ povas anstataŭigi la tradician optikan-elektran-optikan ripetilon, por etendi la transdonon. distanco kaj realigi tute-optikan komunikadon.
En optikaj fibroj komunikadsistemoj, la ĉefaj faktoroj limigantaj la dissenddistancon estas la perdo kaj disvastigo de la optika fibro.Uzante mallarĝ-spektran lumfonton, aŭ laborante proksime de la nul-dispersia ondolongo, la influo de fibro-disvastigo estas malgranda.Ĉi tiu sistemo ne bezonas plenumi kompletan signalan tempregeneradon (3R-relajso) ĉe ĉiu relajsostacio.Sufiĉas rekte plifortigi la optikan signalon per optika amplifilo (1R relajso).Optikaj amplifiloj povas esti uzitaj ne nur en longdistancaj trunksistemoj sed ankaŭ en optikfibraj distriburetoj, precipe en WDM-sistemoj, por plifortigi plurajn kanalojn samtempe.
1) Apliko de Optikaj Amplifiloj en Trunkaj Optikaj Fibraj Komunikaj Sistemoj
Fig. 2 estas skema diagramo de la aplikado de la optika amplifilo en la kofro optika fibro komunikado sistemo.(a) la bildo montras, ke la optika amplifilo estas uzata kiel la plifortiga amplifilo de la dissendilo kaj la antaŭamplifilo de la ricevilo tiel ke la ne-relajsa distanco duobliĝas.Ekzemple, adoptante EDFA, la sistema transdono distanco de 1.8Gb/s pliiĝas de 120km ĝis 250km aŭ eĉ atingas 400km.Figuro 2 (b)-(d) estas la apliko de optikaj amplifiloj en plur-relajsosistemoj;Figuro (b) estas la tradicia reĝimo de relajso 3R;Figuro (c) estas la miksita relajsa reĝimo de 3R-ripetiloj kaj optikaj amplifiloj;Figuro 2 (d) Ĝi estas tute-optika relajsoreĝimo;en tute-optika komunika sistemo, ĝi ne inkluzivas tempajn kaj regenerajn cirkvitojn, do ĝi estas bit-travidebla, kaj ne ekzistas limigo pri "elektronika botelbarbo".Dum la senda kaj riceva ekipaĵo ĉe ambaŭ finoj estas anstataŭigita, Estas facile ĝisdatigi de malalta indico al alta indico, kaj la optika amplifilo ne bezonas esti anstataŭigita.
2) Apliko de Optika Amplifilo en Optika Fibra Distribua Reto
La altaj potencaj eliraj avantaĝoj de optikaj amplifiloj (precipe EDFA) estas tre utilaj en larĝbendaj distribuaj retoj (kiel ekzempleCATVRetoj).La tradicia CATV-reto adoptas samaksialan kablon, kiu devas esti plifortigita ĉiujn kelkcent metrojn, kaj la serva radiuso de la reto estas ĉirkaŭ 7km.La reto de optika fibro CATV uzanta optikajn amplifilojn povas ne nur multe pliigi la nombron da distribuitaj uzantoj, sed ankaŭ multe vastigi la retan vojon.Lastatempaj evoluoj montris ke la distribuado de optika fibro/hibrido (HFC) tiras la fortojn de ambaŭ kaj havas fortan konkurencivon.
Figuro 4 estas ekzemplo de optika fibro distribua reto por AM-VSB-modulado de 35 kanaloj de televido.La lumfonto de la dissendilo estas DFB-LD kun ondolongo de 1550nm kaj eliga potenco de 3.3dBm.Uzante 4-nivelan EDFA kiel potencan distribuamplifilon, ĝia eniga potenco estas ĉirkaŭ -6dBm, kaj ĝia eliga potenco estas ĉirkaŭ 13dBm.Optika ricevilo sentemo -9.2d Bm.Post 4 niveloj de distribuo, la totala nombro de uzantoj atingis 4,2 milionojn, kaj la retvojo estas pli ol dekoj da kilometroj.La pezbalancita signalo-bruo-proporcio de la testo estis pli granda ol 45dB, kaj EDFA ne kaŭzis redukton en CSO.
Afiŝtempo: Apr-23-2023