1. Uainishaji waFiberAvikuza sauti
Kuna aina tatu kuu za amplifiers za macho:
(1) Kikuza Macho cha Semiconductor (SOA, Kikuza Macho cha Semiconductor);
(2) Vikuza sauti vya nyuzi za macho vilivyochanganywa na elementi adimu za dunia (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, nk.), hasa vikuza sauti vya nyuzi vilivyochanganywa na erbium (EDFA), pamoja na vikuza nyuzinyuzi vilivyo na thulium (TDFA) na vikuza nyuzinyuzi vilivyo na praseodymium (PDFA), n.k.
(3) Vikuzaji vya nyuzi zisizo za mstari, hasa vikuzaji vya nyuzi za Raman (FRA, Kikuzaji cha Fiber Raman). Ulinganisho mkuu wa utendaji wa vikuzaji hivi vya macho unaonyeshwa kwenye jedwali.
EDFA (Kikuza Nyuzinyuzi Kilichopigwa Dozi ya Erbium)
Mfumo wa leza wa ngazi nyingi unaweza kuundwa kwa kutumia vipengele adimu vya dunia kwenye nyuzinyuzi (kama vile Nd, Er, Pr, Tm, n.k.), na mwanga wa ishara ya ingizo huongezwa moja kwa moja chini ya hatua ya mwanga wa pampu. Baada ya kutoa maoni yanayofaa, leza ya nyuzi huundwa. Urefu wa wimbi unaofanya kazi wa amplifier ya nyuzi iliyo na Nd ni 1060nm na 1330nm, na maendeleo na matumizi yake ni mdogo kutokana na kupotoka kutoka kwa lango bora la kuzama la mawasiliano ya nyuzi optiki na sababu zingine. Urefu wa wimbi unaofanya kazi wa EDFA na PDFA uko katika dirisha la upotevu mdogo zaidi (1550nm) na urefu wa wimbi sifuri wa utawanyiko (1300nm) wa mawasiliano ya nyuzi optiki, na TDFA inafanya kazi katika bendi ya S, ambayo inafaa sana kwa matumizi ya mfumo wa mawasiliano ya nyuzi optiki. Hasa EDFA, maendeleo ya haraka zaidi, yamekuwa ya vitendo.
YaPrinciple ya EDFA
Muundo wa msingi wa EDFA unaonyeshwa kwenye Mchoro 1(a), ambao unaundwa zaidi na njia inayofanya kazi (nyuzi ya silika iliyochanganywa na erbium yenye urefu wa takriban mita kumi, yenye kipenyo cha msingi cha mikroni 3-5 na mkusanyiko wa doping wa (25-1000)x10-6), chanzo cha mwanga wa pampu (990 au 1480nm LD), kiunganishi cha macho na kitenganishi cha macho. Mwanga wa ishara na mwanga wa pampu unaweza kuenea katika mwelekeo mmoja (kusukuma kwa mwelekeo mmoja), pande tofauti (kusukuma nyuma) au pande zote mbili (kusukuma pande mbili) katika nyuzi ya erbium. Mwanga wa ishara na mwanga wa pampu unapoingizwa kwenye nyuzi ya erbium kwa wakati mmoja, ioni za erbium husisimka hadi kiwango cha juu cha nishati chini ya kitendo cha mwanga wa pampu (Mchoro 1 (b), mfumo wa ngazi tatu), na huharibika haraka hadi kiwango cha nishati kinachoweza kubadilika, inaporudi kwenye hali ya ardhi chini ya kitendo cha mwanga wa ishara ya tukio, hutoa fotoni zinazolingana na mwanga wa ishara, ili ishara ipanuliwe. Mchoro 1 (c) ni wigo wake wa utoaji wa hiari uliokuzwa (ASE) wenye kipimo data kikubwa (hadi 20-40nm) na vilele viwili vinavyolingana na 1530nm na 1550nm mtawalia.
Faida kuu za EDFA ni faida kubwa, kipimo data kikubwa, nguvu kubwa ya kutoa, ufanisi mkubwa wa pampu, hasara ndogo ya kuingiza, na kutojali hali ya upolaji.
2. Matatizo ya Vikuzaji vya Optiki vya Nyuzinyuzi
Ingawa amplifier ya macho (hasa EDFA) ina faida nyingi bora, si amplifier bora. Mbali na kelele ya ziada ambayo hupunguza SNR ya mawimbi, kuna mapungufu mengine, kama vile:
- Ukosefu wa usawa wa wigo wa faida ndani ya kipimo data cha amplifier huathiri utendaji wa ukuzaji wa njia nyingi;
- Wakati vipaza sauti vya macho vinapowekwa kwenye mstari, athari za kelele za ASE, utawanyiko wa nyuzi na athari zisizo za mstari zitajikusanya.
Masuala haya lazima yazingatiwe katika matumizi na muundo wa mfumo.
3. Matumizi ya Kikuza Macho katika Mfumo wa Mawasiliano wa Nyuzinyuzi za Macho
Katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho,Kikuzaji cha Macho cha Nyuzinyuziinaweza kutumika sio tu kama kipaza sauti cha kuongeza nguvu cha kipitisha sauti ili kuongeza nguvu ya upitishaji, lakini pia kama kipaza sauti cha awali cha kipokeaji ili kuboresha unyeti wa upokeaji, na pia inaweza kuchukua nafasi ya kirudiaji cha kawaida cha macho-umeme-macho, ili kupanua umbali wa upitishaji na kufikia mawasiliano ya macho yote.
Katika mifumo ya mawasiliano ya nyuzi za macho, mambo makuu yanayopunguza umbali wa upitishaji ni upotevu na utawanyiko wa nyuzi za macho. Kwa kutumia chanzo cha mwanga chembamba, au kufanya kazi karibu na urefu wa wimbi la utawanyiko wa sifuri, ushawishi wa utawanyiko wa nyuzi ni mdogo. Mfumo huu hauhitaji kufanya urejeshaji kamili wa muda wa mawimbi (relay ya 3R) katika kila kituo cha relay. Inatosha kukuza moja kwa moja mawimbi ya macho kwa kutumia amplifier ya macho (relay ya 1R). Amplifier za macho zinaweza kutumika si tu katika mifumo ya shina ya masafa marefu lakini pia katika mitandao ya usambazaji wa nyuzi za macho, hasa katika mifumo ya WDM, ili kukuza njia nyingi kwa wakati mmoja.
1) Matumizi ya Vikuza Mawimbi katika Mifumo ya Mawasiliano ya Nyuzinyuzi za Mawimbi ya Mawimbi
Mchoro wa 2 ni mchoro wa kielelezo wa matumizi ya kipaza sauti cha macho katika mfumo wa mawasiliano wa nyuzi za macho za shina. (a) picha inaonyesha kwamba kipaza sauti cha macho hutumika kama kipaza sauti cha kuongeza nguvu cha kipitisha sauti na kipaza sauti cha awali cha kipokeaji ili umbali usio wa relay uongezeke maradufu. Kwa mfano, kutumia EDFA, upitishaji wa mfumo. Umbali wa 1.8Gb/s huongezeka kutoka kilomita 120 hadi kilomita 250 au hata kufikia kilomita 400. Mchoro 2 (b)-(d) ni matumizi ya vikuza sauti vya macho katika mifumo ya relay nyingi; Mchoro (b) ni hali ya jadi ya relay ya 3R; Mchoro (c) ni hali ya relay mchanganyiko ya virudishaji vya 3R na vikuza sauti vya macho; Mchoro 2 (d) Ni hali ya relay ya macho yote; katika mfumo wa mawasiliano ya macho yote, haujumuishi saketi za muda na kuzaliwa upya, kwa hivyo ni wazi kidogo, na hakuna kizuizi cha "kifaa cha chupa cha kielektroniki". Mradi tu vifaa vya kutuma na kupokea katika ncha zote mbili vimebadilishwa, Ni rahisi kusasisha kutoka kiwango cha chini hadi kiwango cha juu, na kikuza sauti cha macho hakihitaji kubadilishwa.
2) Matumizi ya Kikuza Macho katika Mtandao wa Usambazaji wa Nyuzinyuzi za Macho
Faida za kutoa nguvu nyingi za vikuza sauti vya macho (hasa EDFA) ni muhimu sana katika mitandao ya usambazaji wa intaneti (kama vileCATVMitandao). Mtandao wa jadi wa CATV hutumia kebo ya koaxial, ambayo inahitaji kupanuliwa kila baada ya mita mia kadhaa, na kipenyo cha huduma cha mtandao ni kama kilomita 7. Mtandao wa CATV wa nyuzi macho unaotumia vipaza sauti vya macho hauwezi tu kuongeza idadi ya watumiaji waliosambazwa, lakini pia kupanua sana njia ya mtandao. Maendeleo ya hivi karibuni yameonyesha kuwa usambazaji wa nyuzi macho/mseto (HFC) huchota nguvu za zote mbili na una ushindani mkubwa.
Mchoro 4 ni mfano wa mtandao wa usambazaji wa nyuzi za macho kwa ajili ya urekebishaji wa AM-VSB wa chaneli 35 za TV. Chanzo cha mwanga cha kipitisha sauti ni DFB-LD chenye urefu wa wimbi wa 1550nm na nguvu ya kutoa ya 3.3dBm. Kwa kutumia EDFA ya ngazi 4 kama kipaza sauti cha usambazaji wa nguvu, nguvu yake ya kuingiza ni takriban -6dBm, na nguvu yake ya kutoa ni takriban 13dBm. Unyeti wa kipokezi cha macho -9.2d Bm. Baada ya viwango 4 vya usambazaji, jumla ya idadi ya watumiaji imefikia milioni 4.2, na njia ya mtandao ni zaidi ya makumi ya kilomita. Uwiano wa ishara-kwa-kelele uliopimwa ulikuwa mkubwa kuliko 45dB, na EDFA haikusababisha kupungua kwa CSO.
Muda wa chapisho: Aprili-23-2023