Zavedenie optického zosilňovača
S rýchlym rozvojom optických komunikačných sietí sú potrebné dlhšie prenosové dĺžky. Optický zosilňovač môže spĺňať požiadavky optických komunikačných sietí. Optický zosilňovač je zariadenie, ktoré zosilňuje optický signál priamo, bez potreby najprv ho konvertovať na elektrický signál. Optický zosilňovač môže byť považovaný za laser bez optickej dutiny alebo laser, v ktorom je potlačená spätná väzba z dutiny. Tento príspevok vám pomôže lepšie porozumieť optickému zosilňovaču.
Základné optické komunikačné spojenie obsahuje vysielač a prijímač s optickým káblom, ktorý ich spája. Aj keď signály vysielané v optickom vlákne trpia omnoho menším útlmom ako v iných médiách, ako je napríklad meď, stále existuje obmedzenie na vzdialenosť 100 km, ktoré signály môžu prejsť, než sa stanú príliš hlučnými na to, aby boli detegované.
Optické zosilňovače sú široko používané v optických dátových spojoch. Obrázok 1 ukazuje tri spôsoby, ktorými môžu byť optické zosilňovače použité na posilnenie výkonu optických dátových spojov. Posilňovací zosilňovač sa používa na zvýšenie optického výstupu optického vysielača tesne pred vstupom signálu do optického vlákna. Optický signál je pri prechode optickým vláknom zoslabený. Inline zosilňovač sa používa na obnovenie (regeneráciu) optického signálu na pôvodnú úroveň výkonu. Optický predzosilňovač sa prevádzkuje na konci spojenia optického vlákna, aby sa zvýšila citlivosť optického prijímača.
Obrázok 1. Optické zosilňovače v optických komunikačných spojoch
Pomer výstupného výkonu k vstupnému výkonu
Získať ako fukuciu príkonu
Rozsah vlnových dĺžok, nad ktorými je zosilňovač účinný
Maximálny výstupný výkon, za ktorým sa nedosiahne žiadne zosilnenie
nežiaduci signál v dôsledku fyzického spracovania v zosilňovači
Existujú tri najčastejšie používané typy optických zosilňovačov, ako je znázornené zľava doprava: zosilňovač s vláknom dopovaný erbiom, polovodičový optický zosilňovač a zosilňovač Raman.
Amplifikačným médiom je sklenené optické vlákno dopované iónmi erbia. Erbium sa čerpá do stavu inverzie populácie so samostatným optickým vstupom. Médium optického zosilnenia dotovaného erbiom zosilňuje svetlo na vlnových dĺžkach, ktoré sú v susedstve 1550 nm - optické vlnové dĺžky, ktoré trpia minimálnym útlmom v optických vláknach. Najznámejším vláknovým zosilňovačom je vlákno zosilňovač (EDFA) dopovaný erbiom. Optické vláknové zosilňovače (EDFA) majú nízku úroveň šumu a môžu zosilniť mnoho vlnových dĺžok súčasne, čím sa EDFA stáva zosilňovačom pre väčšinu aplikácií v optickej komunikácii.
Obr
Ziskové médium je nedopované InGaAsP. Tento materiál môže byť prispôsobený tak, aby poskytoval optické zosilnenie pri vlnových dĺžkach blízkych 1,3 µm alebo blízkych 1,5 µm - dôležitých vlnových dĺžkach pre optické komunikácie. Iné polovodiče sa môžu použiť na zosilnenie optických signálov na iných vlnových dĺžkach. Vstupné a výstupné plochy zosilňovača sú antireflexne potiahnuté, aby sa zabránilo optickej spätnej väzbe k zosilňovaciemu médiu a lasing. Polovodičový optický zosilňovač so svojimi vlastnosťami malého balíka, nízkonákladovými aplikáciami a potenciálnym využitím pre optické prepínanie, môže byť skvelou voľbou pre väčšinu zákazníkov.
Obrázok 3. Princíp činnosti polovodičového optického zosilňovača
V Ramanovom zosilňovači je signál zosilnený Ramanovým zosilnením. Na rozdiel od EDFA a SOA sa zosilňujúci účinok dosahuje nelineárnou interakciou medzi signálom a čerpadlom lasera v optickom vlákne. Existujú dva typy Ramanovho zosilňovača: distribuované a osvetlené. Distribuovaný Ramanov zosilňovač je zosilňovač, v ktorom je prenosové vlákno využívané ako zosilňovacie médium multiplexovaním vlnovej dĺžky čerpadla s vlnovou dĺžkou signálu, zatiaľ čo koncentrovaný Ramanov zosilňovač využíva vyhradenú kratšiu dĺžku vlákna na zabezpečenie zosilnenia.
Obrázok 4. Pracovný princíp Ramanovho zosilňovača
Optický zosilňovač hrá veľmi dôležitú úlohu v moderných optických sieťach, čo umožňuje prenos mnohých terabitov dát na dlhé vzdialenosti až tisíce kilometrov. Optické zosilňovače FOCC sú určené pre všetky segmenty siete a aplikácie. Viac informácií nájdete na www.focc-fiber.com .
