Keď je prenosová vzdialenosť príliš dlhá (viac ako 100 km), optický signál bude mať veľké straty. V minulosti sa na zosilnenie optického signálu zvyčajne používali optické opakovače. Tento druh zariadenia má v praktických aplikáciách určité obmedzenia. Nahradil ho optický zosilňovač. Princíp fungovania optického zosilňovača je znázornený na obrázku nižšie. Dokáže priamo zosilniť optický signál bez toho, aby musel prejsť procesom opticko-elektro-optickej konverzie.
Ako funguje optický zosilňovač?
Keď je prenosová vzdialenosť príliš dlhá (viac ako 100 km), optický signál bude mať veľké straty. V minulosti sa na zosilnenie optického signálu zvyčajne používali optické opakovače. Tento druh zariadenia má v praktických aplikáciách určité obmedzenia. Nahradil ho optický zosilňovač. Princíp fungovania optického zosilňovača je znázornený na obrázku nižšie. Dokáže priamo zosilniť optický signál bez toho, aby musel prejsť procesom opticko-elektro-optickej konverzie.
Aké druhy optických zosilňovačov existujú?
1. Erbiom dopovaný optický zosilňovač (EDFA)
Erbiom dopovaný optický zosilňovač (EDFA) sa skladá hlavne z erbiom dopovaného vlákna, zdroja svetla čerpacej stanice, optického väzobného člena, optického izolátora a optického filtra. Erbiom dopované vlákno je dôležitou súčasťou zosilnenia optického signálu a používa sa hlavne na dosiahnutie zosilnenia optického signálu v pásme 1550 nm, preto erbiom dopovaný optický zosilňovač (EDFA) funguje najlepšie v rozsahu vlnových dĺžok 1530 nm až 1565 nm.
Avýhoda:
Najvyššie využitie výkonu čerpadla (viac ako 50 %)
Dokáže priamo a súčasne zosilniť optický signál v pásme 1550 nm
Zisk nad 50 dB
Nízky šum pri prenose na dlhé vzdialenosti
nedostatok
Erbiom dopovaný optický zosilňovač (EDFA) je väčší
Toto zariadenie nemôže pracovať v koordinácii s inými polovodičovými zariadeniami
2. Ramanov zosilňovač
Ramanov zosilňovač je jediné zariadenie, ktoré dokáže zosilniť optické signály v pásme 1292 nm až 1660 nm. Jeho princíp fungovania je založený na stimulovanom Ramanovom rozptyle v kremennom vlákne. Ako je znázornené na obrázku nižšie, keď sa v optickom vlákne súčasne prenáša slabý svetelný signál v Mannovom zosilňovacom pásme a silná čerpacia svetelná vlna, slabý svetelný signál sa zosilní v dôsledku Ramanovho rozptylu.
Avýhoda:
Široká škála použiteľných pásiem
Môže sa použiť v inštalovaných aplikáciách s jednomódovými optickými káblami
Môže doplniť nedostatky erbiom dopovaného vláknového zosilňovača (EDFA)
Nízka spotreba energie, nízke presluchy
nedostatok:
Vysoký výkon čerpadla
Komplexný systém riadenia zisku
Hlučný
3. Polovodičový optický zosilňovač (SOA)
Polovodičové optické zosilňovače (SOA) používajú ako zosilňovacie médiá polovodičové materiály a ich optický vstup a výstup signálu majú antireflexné vrstvy, ktoré zabraňujú odrazu na čelnej strane zosilňovača a eliminujú vplyv rezonátora.
Avýhoda:
malý objem
Nízky výstupný výkon
Šírka pásma zosilnenia je malá, ale dá sa použiť v mnohých rôznych pásmach
Je lacnejší ako vláknový zosilňovač dopovaný erbiom (EDFA) a možno ho použiť s polovodičovými zariadeniami.
Možno realizovať štyri nelineárne operácie: moduláciu krížového zosilnenia, moduláciu krížovej fázy, konverziu vlnovej dĺžky a štvorvlnové miešanie
nedostatok:
Výkon nie je taký vysoký ako u vláknového zosilňovača dopovaného erbiom (EDFA)
Vysoký šum a nízky zisk
Čas uverejnenia: 17. septembra 2021