Uainishaji waFiberAmplifiers
Kuna aina tatu kuu za amplifiers za macho:
(1) semiconductor macho amplifier (SOA, semiconductor macho amplifier);
(2) Amplifiers za nyuzi za macho zilizowekwa na vitu adimu vya ardhini (erbium er, Thulium TM, praseodymium PR, rubidium nd, nk), hasa erbium-doped nyuzi amplifiers (Edfa).
. Ulinganisho kuu wa utendaji wa amplifiers hizi za macho zinaonyeshwa kwenye meza
EDFA (erbium doped nyuzi amplifier)
Mfumo wa laser wa ngazi nyingi unaweza kuunda kwa kuweka nyuzi za quartz na vitu adimu vya ardhi (kama vile ND, ER, PR, TM, nk), na taa ya ishara ya pembejeo imeimarishwa moja kwa moja chini ya hatua ya taa ya pampu. Baada ya kutoa maoni sahihi, laser ya nyuzi huundwa. Msukumo wa kufanya kazi wa amplifier ya nyuzi ya ND-doped ni 1060nm na 1330nm, na maendeleo na matumizi yake ni mdogo kwa sababu ya kupotoka kutoka bandari bora ya mawasiliano ya macho ya macho na sababu zingine. Mawimbi ya kufanya kazi ya EDFA na PDFA ni mtawaliwa katika dirisha la upotezaji wa chini (1550nm) na wimbi la utawanyiko wa sifuri (1300nm) ya mawasiliano ya nyuzi ya macho, na TDFA inafanya kazi kwenye S-band, ambayo inafaa sana kwa matumizi ya mfumo wa mawasiliano ya nyuzi. Hasa Edfa, maendeleo ya haraka zaidi, imekuwa ya vitendo.
PRinciple ya Edfa
Muundo wa kimsingi wa EDFA umeonyeshwa kwenye Mchoro 1 (a), ambayo inaundwa sana na nyuzi ya kati ya kazi (erbium-doped silika nyuzi juu ya makumi ya urefu wa mita, na kipenyo cha msingi cha microns 3-5 na mkusanyiko wa doping wa (25-1000) x10-6), chanzo cha taa ya pampu (990 au 1480nm LD), optical coupler na oppical isoctor. Mwanga wa ishara na taa ya pampu inaweza kueneza katika mwelekeo huo huo (kusukuma codirectional), mwelekeo tofauti (kusukuma kusukuma) au mwelekeo wote (kusukuma kwa nguvu) kwenye nyuzi za erbium. Wakati taa ya ishara na taa ya pampu huingizwa ndani ya nyuzi ya erbium wakati huo huo, ions za erbium zinafurahi kwa kiwango cha juu cha nishati chini ya hatua ya taa ya pampu (Kielelezo 1 (b), mfumo wa ngazi tatu), na kuoza haraka kwa kiwango cha nishati kinachoweza kubadilika, wakati inarudi kwa hali ya chini ya hatua ya ishara ya ishara, inaashiria alama za ishara, kwa hivyo ishara ya ishara, inapoambatana na ishara ya ishara, wakati inarudi kwa hali ya chini ya hatua ya ishara ya ishara, inaambatana na alama ya ishara, wakati inarudi kwa ishara ya ishara ya ishara, inaashiria kuwa ishara ya ishara, wakati inarudi kwa ishara ya ishara. Kielelezo 1 (c) ni wigo wake wa kujipaka wa hiari (ASE) na bandwidth kubwa (hadi 20-40nm) na peaks mbili zinazolingana na 1530nm na 1550nm mtawaliwa.
Faida kuu za EDFA ni faida kubwa, bandwidth kubwa, nguvu kubwa ya pato, ufanisi mkubwa wa pampu, upotezaji wa chini wa kuingiza, na kutojali hali ya polarization.
2. Shida na amplifiers za macho ya nyuzi
Ingawa amplifier ya macho (haswa EDFA) ina faida nyingi bora, sio amplifier bora. Mbali na kelele ya ziada ambayo inapunguza SNR ya ishara, kuna mapungufu mengine, kama vile:
- kutokuwa na usawa wa wigo wa faida ndani ya bandwidth ya amplifier huathiri utendaji wa kukuza vituo vingi;
- Wakati amplifiers za macho zinaposafishwa, athari za kelele za ASE, utawanyiko wa nyuzi na athari zisizo za mstari zitakusanyika.
Maswala haya lazima yazingatiwe katika matumizi na muundo wa mfumo.
3. Matumizi ya amplifier ya macho katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho
Katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi,Amplifier ya macho ya nyuziInaweza kutumiwa sio tu kama kukuza nguvu ya transmitter ili kuongeza nguvu ya maambukizi, lakini pia kama preamplifier ya mpokeaji ili kuboresha unyeti wa kupokea, na pia inaweza kuchukua nafasi ya mtangazaji wa macho ya macho ya macho, kupanua umbali wa maambukizi na kugundua mawasiliano ya macho yote.
Katika mifumo ya mawasiliano ya nyuzi za macho, sababu kuu zinazopunguza umbali wa maambukizi ni upotezaji na utawanyiko wa nyuzi za macho. Kutumia chanzo nyepesi cha wigo, au kufanya kazi karibu na wimbi la kutofautisha, ushawishi wa utawanyiko wa nyuzi ni ndogo. Mfumo huu hauitaji kufanya kuzaliwa upya kwa wakati wa ishara (3R relay) katika kila kituo cha relay. Inatosha kukuza moja kwa moja ishara ya macho na amplifier ya macho (1R relay). Vipimo vya macho vinaweza kutumika sio tu katika mifumo ya shina ya umbali mrefu lakini pia katika mitandao ya usambazaji wa nyuzi za macho, haswa katika mifumo ya WDM, kukuza vituo vingi wakati huo huo.
1) Matumizi ya amplifiers za macho katika mifumo ya mawasiliano ya nyuzi ya nyuzi
Mtini. 2 ni mchoro wa kiufundi wa matumizi ya amplifier ya macho katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho. . Kwa mfano, kupitisha EDFA, maambukizi ya mfumo Umbali wa 1.8GB/s huongezeka kutoka 120km hadi 250km au hata kufikia 400km. Kielelezo 2 (b)-(d) ni matumizi ya amplifiers za macho katika mifumo ya relay nyingi; Kielelezo (b) ni njia ya jadi ya 3R; Kielelezo (C) ni njia ya mchanganyiko wa kurudia ya 3R na amplifiers za macho; Kielelezo 2 (d) Ni hali ya upeanaji wa macho yote; Katika mfumo wa mawasiliano wa macho yote, haijumuishi mizunguko ya wakati na kuzaliwa upya, kwa hivyo ni wazi, na hakuna kizuizi cha "chupa ya elektroniki". Kwa muda mrefu kama vifaa vya kutuma na kupokea katika ncha zote mbili vinabadilishwa, ni rahisi kusasisha kutoka kiwango cha chini hadi kiwango cha juu, na amplifier ya macho haiitaji kubadilishwa.
2) Matumizi ya amplifier ya macho katika mtandao wa usambazaji wa nyuzi za macho
Faida kubwa za pato la nguvu ya amplifiers za macho (haswa EDFA) ni muhimu sana katika mitandao ya usambazaji wa pana (kama vileCATVMitandao). Mtandao wa jadi wa CATV unachukua cable ya coaxial, ambayo inahitaji kupandishwa kila mita mia kadhaa, na radius ya huduma ya mtandao ni karibu 7km. Mtandao wa macho wa CATV kwa kutumia amplifiers za macho hauwezi kuongeza tu idadi ya watumiaji waliosambazwa, lakini pia kupanua sana njia ya mtandao. Maendeleo ya hivi karibuni yameonyesha kuwa usambazaji wa nyuzi za macho/mseto (HFC) huchota nguvu za wote na ina ushindani mkubwa.
Kielelezo 4 ni mfano wa mtandao wa usambazaji wa nyuzi za macho kwa mabadiliko ya AM-VSB ya njia 35 za TV. Chanzo cha mwanga wa transmitter ni DFB-LD na wimbi la 1550nm na nguvu ya pato ya 3.3dbm. Kutumia EDFA ya kiwango cha 4 kama amplifier ya usambazaji wa nguvu, nguvu yake ya pembejeo ni karibu -6dbm, na nguvu yake ya pato ni karibu 13dbm. Usikivu wa mpokeaji wa macho -9.2d Bm. Baada ya viwango 4 vya usambazaji, jumla ya watumiaji wamefikia milioni 4.2, na njia ya mtandao ni zaidi ya makumi ya kilomita. Uwiano wa mtihani wa ishara-kwa-kelele ulikuwa mkubwa kuliko 45dB, na EDFA haikusababisha kupunguzwa kwa CSO.
Wakati wa chapisho: Aprili-23-2023