Pokud je přenosová vzdálenost příliš velká (více než 100 km), dochází k velkým ztrátám optického signálu. V minulosti se k zesílení optického signálu obvykle používaly optické opakovače. Tento typ zařízení má v praktických aplikacích určitá omezení. Nahrazen optickým zesilovačem. Princip činnosti optického zesilovače je znázorněn na obrázku níže. Dokáže přímo zesilovat optický signál bez nutnosti procházet procesem opticko-elektro-optické převodu.
Jak funguje optický zesilovač?
Pokud je přenosová vzdálenost příliš velká (více než 100 km), dochází k velkým ztrátám optického signálu. V minulosti se k zesílení optického signálu obvykle používaly optické opakovače. Tento typ zařízení má v praktických aplikacích určitá omezení. Nahrazen optickým zesilovačem. Princip činnosti optického zesilovače je znázorněn na obrázku níže. Dokáže přímo zesilovat optický signál bez nutnosti procházet procesem opticko-elektro-optické převodu.
Jaké druhy optických zesilovačů existují?
1. Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA)
Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA) se skládá hlavně z erbiem dopovaného vlákna, zdroje světla čerpací stanice, optického vazebního členu, optického izolátoru a optického filtru. Erbiem dopované vlákno je mezi nimi důležitou součástí optického zesilování signálu a používá se hlavně k dosažení optického zesílení signálu v pásmu 1550 nm, proto erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA) funguje nejlépe v rozsahu vlnových délek 1530 nm až 1565 nm.
Avýhoda:
Nejvyšší využití výkonu čerpadla (více než 50 %)
Dokáže přímo a současně zesilovat optický signál v pásmu 1550 nm
Zisk přes 50 dB
Nízký šum při přenosu na dlouhé vzdálenosti
nedostatek
Erbiem dopovaný vláknový zesilovač (EDFA) je větší
Toto zařízení nemůže pracovat v koordinaci s jinými polovodičovými zařízeními.
2. Ramanův zesilovač
Ramanův zesilovač je jediné zařízení, které dokáže zesilovat optické signály v pásmu 1292 nm~1660 nm. Jeho princip fungování je založen na stimulovaném Ramanově rozptylu v křemenném vlákně. Jak je znázorněno na obrázku níže, když je přitahováno budicí světlo: když je slabý světelný signál v Mannově šířce pásma zesílení a silná budicí světelná vlna současně propouštěny optickým vláknem, slabý světelný signál bude zesílen v důsledku Ramanova rozptylu.
Avýhoda:
Široká škála použitelných pásem
Lze použít v instalovaných aplikacích s jednomódovými optickými vlákny
Může doplnit nedostatky vláknového zesilovače dopovaného erbiem (EDFA)
Nízká spotřeba energie, nízký přeslech
nedostatek:
Vysoký výkon čerpadla
Komplexní systém řízení zisku
Hlučný
3. Polovodičový optický zesilovač (SOA)
Polovodičové optické zesilovače (SOA) používají jako zesilovací média polovodičové materiály a jejich optický vstup a výstup signálu mají antireflexní povlaky, které zabraňují odrazům na čelní ploše zesilovače a eliminují vliv rezonátoru.
Avýhoda:
malý objem
Nízký výstupní výkon
Šířka pásma zesílení je malá, ale lze ji použít v mnoha různých pásmech
Je levnější než vláknový zesilovač dopovaný erbiem (EDFA) a lze jej použít s polovodičovými zařízeními.
Lze realizovat čtyři nelineární operace: modulaci křížového zesílení, fázovou modulaci, konverzi vlnových délek a čtyřvlnné směšování
nedostatek:
Výkon není tak vysoký jako u vláknového zesilovače dopovaného erbiem (EDFA)
Vysoký šum a nízký zisk
Čas zveřejnění: 17. září 2021