Коли відстань передачі занадто велика (більше 100 км), оптичний сигнал матиме значні втрати. У минулому люди зазвичай використовували оптичні ретранслятори для посилення оптичного сигналу. Таке обладнання має певні обмеження в практичному застосуванні. Його замінили волоконно-оптичним підсилювачем. Принцип роботи волоконно-оптичного підсилювача показано на малюнку нижче. Він може безпосередньо підсилювати оптичний сигнал, не проходячи процес оптико-електро-оптичного перетворення.
Як працює волоконний підсилювач?
Коли відстань передачі занадто велика (більше 100 км), оптичний сигнал матиме значні втрати. У минулому люди зазвичай використовували оптичні ретранслятори для посилення оптичного сигналу. Таке обладнання має певні обмеження в практичному застосуванні. Його замінили волоконно-оптичним підсилювачем. Принцип роботи волоконно-оптичного підсилювача показано на малюнку нижче. Він може безпосередньо підсилювати оптичний сигнал, не проходячи процес оптико-електро-оптичного перетворення.
Які бувають види волоконних підсилювачів?
1. Підсилювач на основі волокна, легованого ербієм (EDFA)
Ербієвий волоконний підсилювач (EDFA) складається в основному з ербієвого волокна, джерела світла накачування, оптичного з'єднувача, оптичного ізолятора та оптичного фільтра. Серед них ербієве волокно є важливою частиною підсилення оптичного сигналу, яке в основному використовується для досягнення підсилення оптичного сигналу в діапазоні 1550 нм, тому ербієвий волоконний підсилювач (EDFA) найкраще працює в діапазоні довжин хвиль від 1530 нм до 1565 нм.
Aперевага:
Найвище використання потужності насоса (більше 50%)
Він може безпосередньо та одночасно підсилювати оптичний сигнал у діапазоні 1550 нм
Коефіцієнт посилення понад 50 дБ
Низький рівень шуму при передачі на великі відстані
недолік
Ербієм легований волоконний підсилювач (EDFA) більший
Це обладнання не може працювати спільно з іншим напівпровідниковим обладнанням.
2. Підсилювач Рамана
Раманівський підсилювач – єдиний пристрій, який може підсилювати оптичні сигнали в діапазоні 1292 нм~1660 нм. Його принцип роботи базується на ефекті вимушеного раманівського розсіювання у кварцовому волокні. Як показано на рисунку нижче, коли світло накачування витягується, коли слабкий світловий сигнал у смузі посилення Манна та сильна світлова хвиля накачування одночасно проходять через оптичне волокно, слабкий світловий сигнал буде посилений через ефект раманівського розсіювання.
Aперевага:
Широкий вибір застосовних смуг
Може використовуватися у встановлених одномодових оптоволоконних кабелях
Може доповнити недоліки волоконного підсилювача, легованого ербієм (EDFA)
Низьке енергоспоживання, низький рівень перехресних перешкод
недолік:
Висока потужність насоса
Складна система регулювання посилення
Шумний
3. Напівпровідниковий волоконно-оптичний підсилювач (SOA)
Напівпровідникові волоконно-оптичні підсилювачі (SOA) використовують напівпровідникові матеріали як підсилювальні середовища, а їхній оптичний вхід та вихід сигналу мають антивідбивні покриття для запобігання відбиття на торці підсилювача та усунення впливу резонатора.
Aперевага:
малий об'єм
Низька вихідна потужність
Смуга посилення невелика, але її можна використовувати в багатьох різних діапазонах
Він дешевший, ніж волоконний підсилювач, легований ербієм (EDFA), і може використовуватися з напівпровідниковим обладнанням.
Можна реалізувати чотири нелінійні операції: модуляцію перехресного посилення, перехресну фазову модуляцію, перетворення довжини хвилі та чотирихвильове змішування.
недолік:
Продуктивність не така висока, як у волоконного підсилювача, легованого ербієм (EDFA)
Високий рівень шуму та низьке посилення
Час публікації: 17 вересня 2021 р.