Kun lähetysetäisyys on liian pitkä (yli 100 km), optisella signaalilla on suuri häviö. Aikaisemmin ihmiset käyttivät yleensä optisia toistimia optisen signaalin vahvistamiseen. Tällaisilla laitteilla on tiettyjä rajoituksia käytännön sovelluksissa. Ne korvataan optisella kuituvahvistimella. Optisen kuituvahvistimen toimintaperiaate on esitetty alla olevassa kuvassa. Se voi vahvistaa optisen signaalin suoraan ilman opto-sähkö-optista muunnosta.
Miten kuituvahvistin toimii?
Kun lähetysetäisyys on liian pitkä (yli 100 km), optisella signaalilla on suuri häviö. Aikaisemmin ihmiset käyttivät yleensä optisia toistimia optisen signaalin vahvistamiseen. Tällaisilla laitteilla on tiettyjä rajoituksia käytännön sovelluksissa. Ne korvataan optisella kuituvahvistimella. Optisen kuituvahvistimen toimintaperiaate on esitetty alla olevassa kuvassa. Se voi vahvistaa optisen signaalin suoraan ilman opto-sähkö-optista muunnosta.
Millaisia kuituvahvistimia on olemassa?
1. Erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA)
Erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA) koostuu pääasiassa erbiumilla seostetusta kuidusta, pumppaavasta valonlähteestä, optisesta kytkimestä, optisesta eristimestä ja optisesta suodattimesta. Näistä erbiumilla seostettu kuitu on tärkeä osa optista signaalinvahvistusta, ja sitä käytetään pääasiassa 1550 nm:n kaistan optisen signaalinvahvistuksen saavuttamiseen. Siksi erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA) toimii parhaiten aallonpituusalueella 1530 nm - 1565 nm.
Aetu:
Pumpun suurin tehonkäyttöaste (yli 50 %)
Se voi suoraan ja samanaikaisesti vahvistaa optisen signaalin 1550 nm:n kaistalla
Vahvistus yli 50 dB
Matala kohina pitkän matkan lähetyksessä
puute
Erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA) on suurempi
Tämä laite ei voi toimia yhdessä muiden puolijohdelaitteiden kanssa
2. Raman-vahvistin
Raman-vahvistin on ainoa laite, joka pystyy vahvistamaan optisia signaaleja 1292 nm–1660 nm:n kaistalla. Sen toimintaperiaate perustuu kvartsikuidussa stimuloituun Raman-sirontaan. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, kun pumppausvaloa vedetään, kun heikko valosignaali Mannin vahvistuskaistanleveydellä ja voimakas pumppausvaloaalto lähetetään samanaikaisesti optisessa kuidussa, heikko valosignaali vahvistuu Raman-sirontavaikutuksen vuoksi.
Aetu:
Laaja valikoima soveltuvia taajuusalueita
Voidaan käyttää asennetuissa yksimuotoisissa kuitukaapelointisovelluksissa
Voi täydentää erbiumilla seostetun kuituvahvistimen (EDFA) puutteita
Alhainen virrankulutus, vähäinen ylikuuluminen
puute:
Suuri pumpun teho
Monimutkainen vahvistuksen säätöjärjestelmä
Meluisa
3. Puolijohdeoptinen kuituvahvistin (SOA)
Puolijohdeoptiset vahvistimet (SOA) käyttävät puolijohdemateriaaleja vahvistusmateriaalina, ja niiden optisen signaalin tulossa ja lähdössä on heijastamattomia pinnoitteita, jotka estävät heijastuksia vahvistimen päätypinnalla ja poistavat resonaattorin vaikutuksen.
Aetu:
pieni tilavuus
Alhainen lähtöteho
Vahvistuskaistanleveys on pieni, mutta sitä voidaan käyttää monilla eri taajuusalueilla
Se on halvempi kuin erbiumilla seostettu kuituvahvistin (EDFA) ja sitä voidaan käyttää puolijohdelaitteissa
Neljä epälineaarista operaatiota: ristivahvistusmodulaatio, ristivaihemodulaatio, aallonpituusmuunnos ja neliaaltosekoitus voidaan toteuttaa
puute:
Suorituskyky ei ole yhtä korkea kuin erbiumilla seostetulla kuituvahvistimella (EDFA)
Korkea kohina ja alhainen vahvistus
Julkaisun aika: 17. syyskuuta 2021