Introduktion av optisk förstärkare
Med den snabba utvecklingen av de optiska kommunikationsnätverk krävs längre överföringslängder. Optisk förstärkare kan uppfylla kraven för optiska kommunikationsnät. En optisk förstärkare är en anordning som förstärker en optisk signal direkt utan att man först behöver konvertera den till en elektrisk signal. En optisk förstärkare kan anses vara en laser utan en optisk kavitet, eller en i vilken återkoppling från kaviteten är undertryckt. Det här inlägget kommer att hjälpa dig att få en bättre förståelse för optisk förstärkare.
En grundläggande optisk kommunikationslänk innehåller en sändare och mottagare, med en optisk fiberkabel som förbinder dem. Även om signaler som sänder i optisk fiber drabbas av mycket mindre dämpning än i andra medier, såsom koppar, finns det fortfarande en begränsning på cirka 100 km på avstånd som signalerna kan resa innan de blir alltför högljudda för att detekteras.
Optiska förstärkare används ofta i fiberoptiska datalänkar. Figur 1 visar tre sätt på vilka optiska förstärkare kan användas för att stärka prestandan hos optiska datalänkar. En boosterförstärkare används för att öka den optiska utsignalen från en optisk sändare precis innan signalen går in i en optisk fiber. Den optiska signalen dämpas när den rör sig i den optiska fibern. En inlineförstärkare används för att återställa (regenerera) den optiska signalen till dess ursprungliga effektnivå. En optisk förförstärkare drivs vid änden av den optiska fiberlänken för att öka känsligheten hos en optisk mottagare.
Figur 1. Optiska förstärkare i fiberoptiska kommunikationslänkar
Förhållande mellan utgångseffekt och ingångseffekt
Få som en fuction av inpout power
Område med våglängder över vilka förstärkaren är effektiv
Maxmum utgångseffekt, utöver vilken ingen förstärkning uppnås
oönskad signal på grund av fysisk behandling i förstärkaren
Det finns tre vanligaste typer av optiska förstärkare, som visas från vänster till höger: erbium-dopad fiberförstärkare, halvledaroptisk förstärkare och fiberramanförstärkare.
Amplifieringsmediet är en glasoptisk fiber dopad med erbiumjoner. Erbium pumpas till ett tillstånd av inversion med en separat optisk ingång. Det erbiumdopade glasoptiska förstärkemediet förstärker ljuset vid våglängder som ligger i närheten av 1550 nm - de optiska våglängderna som drabbas av minimal dämpning i optiska fibrer. Den erbiumdopade fiberförstärkaren (EDFA) är den mest använda fiberförstärkaren. Erbiumdopade optiska fiberförstärkare (EDFA) har låg ljudnivå och kan förstärka många våglängder samtidigt, vilket gör EDFA förstärkaren till valet för de flesta applikationer i optisk kommunikation.
Figur 2. Erbiumdopad fiberförstärkare arbetsprincip
Förstärkemediet är odödat InGaAsP. Detta material kan skräddarsys för att ge optisk förstärkning vid våglängder nära 1,3 μm eller nära 1,5 μm - viktiga våglängder för optisk kommunikation. Andra halvledare kan användas för att förstärka optiska signaler vid andra våglängder. Inmatnings- och utgångsytorna på förstärkaren är antireflexbelagda för att förhindra optisk återkoppling till förstärkningsmediet och lassningen. Semiconductor Optical Amplifier med funktioner i små paket, billiga applikationer och potentiell användning för optisk omkoppling, kan det vara ett utmärkt val för att passa de flesta kunder.
Figur 3. Semiconductor optisk förstärkare arbetsprincip
I en Raman-förstärkare intensifieras signalen genom Raman-amplifiering. Till skillnad från EDFA och SOA erhålls amplifieringseffekten genom en olinjär växelverkan mellan signalen och en pumplaser i en optisk fiber. Det finns två typer av Raman-förstärkare: distribuerade och klumpiga. En distribuerad Raman-förstärkare är en i vilken transmissionsfibern utnyttjas som förstärkningsmediet genom multiplexering av en pumpvåglängd med signalvåglängd, medan en klumpig ramanförstärkare utnyttjar en dedikerad, kortare fiberlängd för att åstadkomma amplifiering.
Figur 4. Ramanförstärkarens arbetsprincip
Optisk förstärkare spelar en mycket viktig roll i moderna optiska nätverk, vilket möjliggör överföring av många terabiter av data över långa avstånd upp till tusentals kilometer. Optiska förstärkare som tillhandahålls av FOCC är utformade för alla nätverkssegment och applikationer. För mer information besök www.focc-fiber.com .
