Въвеждане на оптичен усилвател

Въвеждане на оптичен усилвател

С бързото развитие на оптичните комуникационни мрежи са необходими по-дълги предавателни дължини. Оптичният усилвател може да задоволи изискванията на оптичните комуникационни мрежи. Един оптичен усилвател е устройство, което усилва оптичния сигнал директно, без да е необходимо първо да го преобразува в електрически сигнал. Оптичен усилвател може да се разглежда като лазер без оптична кухина или такава, в която обратната връзка от кухината се потиска. Този пост ще ви помогне да получите по-добро разбиране на оптичния усилвател.

Основната оптична комуникационна връзка съдържа предавател и приемник с оптичен кабел, който ги свързва. Въпреки че сигналите, предавани в оптичното влакно, страдат много по-малко от другите среди, като например медта, все още има ограничение от около 100 км на разстоянието, което сигналите могат да прекарат, преди да станат твърде шумни за откриване.

Оптичните усилватели са широко използвани в оптичните връзки за данни. Фигура 1 показва три начина, по които оптичните усилватели могат да бъдат използвани за засилване на производителността на оптични връзки за данни. Бустер усилвател се използва за увеличаване на оптичния изход на оптичен предавател точно преди сигналът да влезе в оптично влакно. Оптичният сигнал се намалява, докато се движи в оптичното влакно. Вграден усилвател се използва за възстановяване (регенериране) на оптичния сигнал до първоначалното му ниво на мощност. Оптичният предварителен усилвател работи в края на оптичната връзка, за да се увеличи чувствителността на оптичния приемник.

Фигура 1. Оптични усилватели в оптични комуникационни връзки

• Съотношение на изходната мощност към входната мощност

• Печалба като средство за захранване

• Диапазон на дължини на вълните, над които усилвателят е ефективен

• Максимална изходна мощност, над която не се достига усилване

• нежелан сигнал поради физическа обработка в усилвателя

Има три най-често използвани вида оптични усилватели, както е показано отляво надясно: усилвател с ербиево-легирани влакна, полупроводникови оптични усилватели и оптичен Raman усилвател.

Усилващата среда е стъклено оптично влакно, легирано с ербиеви йони. Ербият се изпомпва до състояние на инверсия на населението с отделен оптичен вход. Стъклената оптична усилваща среда, легирана с ербий, усилва светлината при дължини на вълните, които са в съседство с 1550nm - оптичните дължини на вълните, които изпитват минимално затихване в оптичните влакна. Оптичният усилвател с ербиево покритие (EDFA) е най-разпространеният оптичен усилвател. Усилвателите с оптични влакна, снабдени с ербий (EDFA), имат нисък шум и могат едновременно да усилват много дължини на вълните, което прави EDFA усилвателя по избор за повечето приложения в оптичните комуникации.

Фигура 2. Принцип на действие на усилвателя с добавки от ербий

Средството на усилване е нелегирано InGaAsP. Този материал може да бъде пригоден да осигури оптично усилване при дължини на вълните около 1.3 µm или близо 1.5 µm - важни дължини на вълните за оптични комуникации. Други полупроводници могат да се използват за усилване на оптичните сигнали при други дължини на вълните. Входните и изходните повърхности на усилвателя са покрити с антирефлексно покритие, за да се предотврати оптичната обратна връзка към усилващата среда и генерацията. Полупроводниковият оптичен усилвател с неговите характеристики на малък пакет, евтини приложения и потенциална употреба за оптично превключване, може да бъде чудесен избор за повечето клиенти.

Фигура 3. Принцип на работа на полупроводникови оптични усилватели

В Раман усилвател, сигналът се усилва от Раманово усилване. За разлика от EDFA и SOA ефектът на усилване се получава чрез нелинейно взаимодействие между сигнала и помпения лазер в оптичното влакно. Има два вида Raman усилвател: разпределени и обединени. Разпределения Раманов усилвател е такъв, при който предавателното влакно се използва като носител на усилване чрез мултиплексиране на помпата с дължина на вълната на сигнала, докато съчетаният Раманов усилвател използва специална, по-къса дължина на влакното, за да осигури усилване.

Фигура 4. Принцип на работа на Раманския усилвател

Оптичният усилвател играе много важна роля в съвременните оптични мрежи, позволявайки предаването на много терабити от данни на дълги разстояния до хиляди километри. Оптичните усилватели, предоставени от FOCC, са предназначени за всички мрежови сегменти и приложения. За повече информация, моля посетете www.focc-fiber.com .