1. Uainishaji waFiberAviboreshaji
Kuna aina tatu kuu za amplifiers za macho:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) Amplifaya za nyuzi macho zilizo na vipengele adimu vya udongo (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, n.k.), hasa vikuza vya nyuzi za erbium-doped (EDFA), pamoja na vikuza vya nyuzi za thulium-doped (TDFA) na amplifiers za nyuzi za praseodymium (PDFA), nk.
(3) Vikuza sauti vya nyuzi zisizo na mstari, hasa vikuza vya nyuzi za Raman (FRA, Fiber Raman Amplifier). Ulinganisho kuu wa utendaji wa amplifiers hizi za macho huonyeshwa kwenye meza
EDFA (Amplifaya ya Fiber Doped ya Erbium)
Mfumo wa leza wa ngazi nyingi unaweza kuundwa kwa kutumia nyuzinyuzi za quartz zenye vipengele adimu vya dunia (kama vile Nd, Er, Pr, Tm, n.k.), na mwanga wa mawimbi ya pembejeo hukuzwa moja kwa moja chini ya hatua ya mwanga wa pampu. Baada ya kutoa maoni yanayofaa, laser ya nyuzi huundwa. Urefu wa kufanya kazi wa amplifier ya nyuzi za Nd-doped ni 1060nm na 1330nm, na maendeleo na matumizi yake ni mdogo kutokana na kupotoka kutoka kwa bandari bora ya kuzama ya mawasiliano ya fiber optic na sababu nyingine. Mawimbi ya uendeshaji ya EDFA na PDFA kwa mtiririko huo yapo kwenye dirisha la upotevu wa chini kabisa (1550nm) na urefu wa sifuri wa utawanyiko (1300nm) wa mawasiliano ya nyuzi za macho, na TDFA inafanya kazi katika bendi ya S, ambayo inafaa sana kwa matumizi ya mfumo wa mawasiliano ya nyuzinyuzi. . Hasa EDFA, maendeleo ya haraka zaidi, imekuwa ya vitendo.
ThePkanuni ya EDFA
Muundo wa kimsingi wa EDFA umeonyeshwa katika Mchoro 1(a), ambao kimsingi unaundwa na nyuzi hai (nyuzi ya silika iliyo na dope ya erbium kuhusu urefu wa makumi ya mita, na kipenyo cha msingi cha mikroni 3-5 na mkusanyiko wa doping (25). -1000)x10-6) , chanzo cha mwanga cha pampu (990 au 1480nm LD), kitenganishi cha macho na kitenganishi cha macho. Mwanga wa mawimbi na mwanga wa pampu unaweza kueneza katika mwelekeo sawa (kusukuma kwa pande zote), pande tofauti (kusukuma kwa nyuma) au pande zote mbili (kusukuma kwa njia mbili) katika nyuzi za erbium. Wakati mwanga wa ishara na mwanga wa pampu huingizwa kwenye nyuzi za erbium kwa wakati mmoja, ioni za erbium zinasisimua kwa kiwango cha juu cha nishati chini ya hatua ya mwanga wa pampu (Mchoro 1 (b), mfumo wa ngazi tatu), na haraka kuoza kwa kiwango cha nishati ya metastable , inaporudi kwenye hali ya chini chini ya hatua ya mwanga wa ishara ya tukio, hutoa picha zinazofanana na mwanga wa ishara, ili ishara iweze kuongezeka. Kielelezo cha 1 (c) ni wigo wake ulioimarishwa wa utoaji wa moja kwa moja (ASE) na kipimo data kikubwa (hadi 20-40nm) na vilele viwili vinavyolingana na 1530nm na 1550nm mtawalia.
Faida kuu za EDFA ni faida kubwa, bandwidth kubwa, nguvu ya juu ya pato, ufanisi wa juu wa pampu, hasara ya chini ya kuingizwa, na kutokuwa na hisia kwa hali ya polarization.
2. Matatizo na Fiber Optical Amplifiers
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:
- Ukosefu wa usawa wa wigo wa faida ndani ya kipimo cha data cha amplifier huathiri utendaji wa upanuzi wa vituo vingi;
- Wakati amplifiers za macho zinapopunguzwa, athari za kelele za ASE, utawanyiko wa nyuzi na athari zisizo za mstari zitajilimbikiza.
Masuala haya lazima yazingatiwe katika matumizi na muundo wa mfumo.
3. Utumiaji wa Amplifaya ya Macho katika Mfumo wa Mawasiliano ya Fiber ya Macho
Katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho, theFiber Optical Amplifierinaweza kutumika sio tu kama amplifier ya kuongeza nguvu ya transmita ili kuongeza nguvu ya upitishaji, lakini pia kama kiamsha sauti cha mpokeaji ili kuboresha usikivu wa kupokea, na pia inaweza kuchukua nafasi ya kirudishio cha jadi cha macho-umeme-macho, kupanua upitishaji. umbali na kutambua mawasiliano ya macho yote.
Katika mifumo ya mawasiliano ya nyuzi za macho, sababu kuu zinazozuia umbali wa maambukizi ni upotevu na mtawanyiko wa nyuzi za macho. Kwa kutumia chanzo cha mwanga cha wigo mwembamba, au kufanya kazi karibu na urefu wa wimbi la mtawanyiko wa sifuri, ushawishi wa mtawanyiko wa nyuzi ni mdogo. Mfumo huu hauhitaji kufanya upyaji wa muda kamili wa ishara (relay 3R) katika kila kituo cha relay. Inatosha kuimarisha moja kwa moja ishara ya macho na amplifier ya macho (relay 1R). Amplifiers za macho zinaweza kutumika sio tu katika mifumo ya shina ya umbali mrefu lakini pia katika mitandao ya usambazaji wa nyuzi za macho, hasa katika mifumo ya WDM, ili kukuza njia nyingi kwa wakati mmoja.
1) Utumiaji wa Amplifiers za Macho katika Mifumo ya Mawasiliano ya Shina ya Macho
Mchoro wa 2 ni mchoro wa mchoro wa matumizi ya amplifier ya macho katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho. (a) picha inaonyesha kwamba amplifier ya macho hutumiwa kama amplifier ya kuongeza nguvu ya transmitter na preamplifier ya kipokezi ili umbali usio wa relay uongezeke mara mbili. 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 hali ya jadi ya relay 3R; Kielelezo (c) ni hali ya mchanganyiko ya relay ya kurudia 3R na amplifiers za macho; Kielelezo 2 (d) Ni hali ya relay ya macho yote; katika mfumo wa mawasiliano ya macho yote, haijumuishi nyaya za muda na kuzaliwa upya, kwa hiyo ni wazi kidogo, na hakuna kizuizi cha "whisker ya chupa ya elektroniki". Kwa muda mrefu vifaa vya kutuma na kupokea katika mwisho wote vinabadilishwa, Ni rahisi kuboresha kutoka kwa kiwango cha chini hadi kiwango cha juu, na amplifier ya macho haihitaji kubadilishwa.
2) Utumiaji wa Amplifaya ya Macho katika Mtandao wa Usambazaji wa Fiber ya Macho
Faida za pato la juu la nguvu za amplifita za macho (hasa EDFA) ni muhimu sana katika mitandao ya usambazaji wa broadband (kama vileCATVMitandao). Mtandao wa jadi wa CATV unachukua kebo ya coaxial, ambayo inahitaji kuimarishwa kila mita mia kadhaa, na eneo la huduma ya mtandao ni karibu 7km. Mtandao wa CATV wa nyuzi za macho kwa kutumia amplifiers za macho hauwezi tu kuongeza idadi ya watumiaji waliosambazwa, lakini pia kupanua sana njia ya mtandao. Maendeleo ya hivi majuzi yameonyesha kuwa usambazaji wa nyuzi macho/mseto (HFC) huchota uwezo wa zote mbili na una ushindani mkubwa.
Kielelezo cha 4 ni mfano wa mtandao wa usambazaji wa nyuzi za macho kwa urekebishaji wa AM-VSB wa chaneli 35 za TV. Chanzo cha mwanga cha transmita ni DFB-LD yenye urefu wa wimbi la 1550nm na nguvu ya pato ya 3.3dBm. Kwa kutumia EDFA ya kiwango cha 4 kama amplifier ya usambazaji wa nishati, nguvu yake ya kuingiza ni takriban -6dBm, na nguvu yake ya kutoa ni takriban 13dBm. Unyeti wa kipokeaji macho -9.2d Bm. Baada ya viwango 4 vya usambazaji, idadi ya watumiaji imefikia milioni 4.2, na njia ya mtandao ni zaidi ya makumi ya kilomita. Uwiano uliopimwa wa ishara-kwa-kelele wa jaribio ulikuwa mkubwa kuliko 45dB, na EDFA haikusababisha kupunguzwa kwa AZAKi.
Muda wa kutuma: Apr-23-2023