ประเภทของเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสง

เมื่อระยะการส่งสัญญาณไกลเกินไป (มากกว่า 100 กิโลเมตร) สัญญาณแสงจะสูญเสียไปมาก ในอดีต ผู้คนมักใช้ตัวขยายสัญญาณแสงเพื่อขยายสัญญาณแสง อุปกรณ์ประเภทนี้มีข้อจำกัดบางประการในการใช้งานจริง จึงได้มีการนำเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงมาใช้แทน หลักการทำงานของเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงแสดงในรูปด้านล่าง มันสามารถขยายสัญญาณแสงได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปลงจากแสงเป็นไฟฟ้าแล้วกลับมาเป็นแสงอีกครั้ง

 เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ทำงานอย่างไร?

เมื่อระยะการส่งสัญญาณไกลเกินไป (มากกว่า 100 กิโลเมตร) สัญญาณแสงจะสูญเสียไปมาก ในอดีต ผู้คนมักใช้ตัวขยายสัญญาณแสงเพื่อขยายสัญญาณแสง อุปกรณ์ประเภทนี้มีข้อจำกัดบางประการในการใช้งานจริง จึงได้มีการนำเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงมาใช้แทน หลักการทำงานของเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงแสดงในรูปด้านล่าง มันสามารถขยายสัญญาณแสงได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปลงจากแสงเป็นไฟฟ้าแล้วกลับมาเป็นแสงอีกครั้ง

เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงมีกี่ประเภท?

1. เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA)

เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) ประกอบด้วยใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม แหล่งกำเนิดแสงปั๊ม ตัวเชื่อมต่อแสง ตัวแยกแสง และตัวกรองแสง โดยใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียมเป็นส่วนสำคัญในการขยายสัญญาณแสง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อขยายสัญญาณแสงในช่วงความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร ดังนั้น เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) จึงทำงานได้ดีที่สุดในช่วงความยาวคลื่น 1530 นาโนเมตรถึง 1565 นาโนเมตร

Aข้อดี:

อัตราการใช้กำลังปั๊มสูงสุด (มากกว่า 50%)

อุปกรณ์นี้สามารถขยายสัญญาณแสงในช่วงความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตรได้โดยตรงและพร้อมกัน

เพิ่มกำลังเสียงมากกว่า 5 เดซิเบล

ลดเสียงรบกวนในการส่งสัญญาณระยะไกล

ข้อบกพร่อง

เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) มีขนาดใหญ่กว่า

อุปกรณ์นี้ไม่สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ ได้

2. เครื่องขยายสัญญาณรามาน

เครื่องขยายสัญญาณรามานเป็นอุปกรณ์เพียงชนิดเดียวที่สามารถขยายสัญญาณแสงในช่วงความยาวคลื่น 1292 นาโนเมตรถึง 1660 นาโนเมตร หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การกระเจิงรามานแบบกระตุ้นในเส้นใยควอตซ์ ดังแสดงในรูปด้านล่าง เมื่อแสงกระตุ้นถูกส่งผ่านพร้อมกันในเส้นใยนำแสง สัญญาณแสงที่อ่อนในช่วงความกว้างของแถบความถี่การขยายของแมนน์และคลื่นแสงกระตุ้นที่แรงกว่าจะถูกขยายเนื่องจากปรากฏการณ์การกระเจิงรามาน

Aข้อดี:

ช่วงความถี่ที่ใช้งานได้หลากหลาย

สามารถใช้ได้กับงานติดตั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมด

สามารถเสริมข้อบกพร่องของเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) ได้

การใช้พลังงานต่ำ สัญญาณรบกวนต่ำ

ข้อเสีย:

กำลังสูบสูง

ระบบควบคุมอัตราขยายที่ซับซ้อน

เสียงดัง

3. เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงแบบเซมิคอนดักเตอร์ (SOA)

เครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงแบบเซมิคอนดักเตอร์ (SOA) ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นตัวกลางในการขยายสัญญาณ และสัญญาณแสงขาเข้าและขาออกมีสารเคลือบป้องกันการสะท้อนเพื่อป้องกันการสะท้อนที่หน้าตัดของเครื่องขยายสัญญาณและขจัดผลกระทบของตัวเรโซเนเตอร์

Aข้อดี:

ปริมาณน้อย

กำลังเอาต์พุตต่ำ

ช่วงความถี่ขยายแคบ แต่สามารถใช้งานได้ในย่านความถี่ที่หลากหลาย

มีราคาถูกกว่าเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วเจือเออร์เบียม (EDFA) และสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้

สามารถดำเนินการแบบไม่เชิงเส้นสี่อย่าง ได้แก่ การปรับอัตราขยายแบบไขว้ การปรับเฟสแบบไขว้ การแปลงความยาวคลื่น และการผสมคลื่นสี่คลื่นได้

ข้อเสีย:

ประสิทธิภาพไม่สูงเท่ากับเครื่องขยายสัญญาณใยแก้วนำแสงที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA)

เสียงรบกวนสูงและอัตราขยายต่ำ