1. TəsnifatıFiberAgücləndiricilər
Optik gücləndiricilərin üç əsas növü var:
(1) Yarımkeçirici Optik Gücləndirici (SOA, Yarımkeçirici Optik Gücləndirici);
(2) Nadir torpaq elementləri (erbium Er, thulium Tm, praseodimium Pr, rubidium Nd və s.) ilə aşqarlanmış optik lif gücləndiriciləri, əsasən erbiumlu lif gücləndiriciləri (EDFA), həmçinin tulium qatqılı lif gücləndiriciləri (TDFA) və praseodimium qatqılı lif gücləndiriciləri (PDFA) və s.
(3) Qeyri-xətti lif gücləndiriciləri, əsasən lifli Raman gücləndiriciləri (FRA, Fiber Raman gücləndiriciləri).Bu optik gücləndiricilərin əsas performans müqayisəsi cədvəldə göstərilmişdir
EDFA (Erbium Doped Fiber Gücləndirici)
Kvars lifini nadir torpaq elementləri (Nd, Er, Pr, Tm və s. kimi) ilə doping etməklə çoxsəviyyəli lazer sistemi yaradıla bilər və giriş siqnal işığı nasos işığının təsiri altında birbaşa gücləndirilir.Müvafiq rəy təmin edildikdən sonra lifli lazer əmələ gəlir.Nd qatqılı lif gücləndiricisinin işçi dalğa uzunluğu 1060nm və 1330nm-dir və onun inkişafı və tətbiqi fiber optik rabitənin ən yaxşı lavabo portundan kənara çıxması və digər səbəblərə görə məhduddur.EDFA və PDFA-nın işləmə dalğa uzunluqları müvafiq olaraq optik lif rabitəsinin ən aşağı itkisi (1550nm) və sıfır dispersiya dalğa uzunluğu (1300nm) pəncərəsindədir və TDFA fiber optik rabitə sistemi tətbiqləri üçün çox uyğun olan S-bandında işləyir. .Xüsusilə ən sürətli inkişaf olan EDFA praktiki olmuşdur.
ThePEDFA prinsipi
EDFA-nın əsas strukturu Şəkil 1(a)-da göstərilmişdir ki, o, əsasən aktiv mühitdən (təxminən onlarla metr uzunluğunda, nüvəsinin diametri 3-5 mikron və dopinq konsentrasiyası (25) olan erbium qatqılı silisium lifi) ibarətdir. -1000)x10-6), nasos işıq mənbəyi (990 və ya 1480nm LD), optik birləşdirici və optik izolyator.Siqnal işığı və nasos işığı erbium lifində eyni istiqamətdə (koordinatlı nasos), əks istiqamətdə (əks nasos) və ya hər iki istiqamətdə (iki istiqamətli nasos) yayıla bilər.Siqnal işığı və nasos işığı eyni vaxtda erbium lifinə vurulduqda, erbium ionları nasos işığının təsiri altında yüksək enerji səviyyəsinə həyəcanlanır (Şəkil 1 (b), üç səviyyəli sistem), və tez metastabil enerji səviyyəsinə çürüyür, hadisə siqnal işığının təsiri altında əsas vəziyyətə qayıtdıqda, siqnal işığına uyğun fotonlar buraxır, beləliklə siqnal gücləndirilir.Şəkil 1 (c) onun geniş bant genişliyi (20-40nm-ə qədər) və müvafiq olaraq 1530nm və 1550nm-ə uyğun gələn iki zirvəsi olan gücləndirilmiş spontan emissiya (ASE) spektridir.
EDFA-nın əsas üstünlükləri yüksək qazanc, böyük bant genişliyi, yüksək çıxış gücü, yüksək nasos səmərəliliyi, aşağı daxiletmə itkisi və polarizasiya vəziyyətinə həssaslıqdır.
2. Fiber Optik Gücləndiricilərlə Problemlər
Optik gücləndirici (xüsusilə EDFA) bir çox üstün üstünlüklərə malik olsa da, ideal gücləndirici deyil.Siqnalın SNR-ni azaldan əlavə səs-küyə əlavə olaraq, digər çatışmazlıqlar da var, məsələn:
- Gücləndirici bant genişliyi daxilində qazanma spektrinin qeyri-bərabərliyi çoxkanallı gücləndirmə performansına təsir edir;
- Optik gücləndiricilər kaskadlı olduqda, ASE səs-küyü, lif dispersiyası və qeyri-xətti effektlərin təsiri toplanacaq.
Tətbiq və sistem dizaynında bu məsələlər nəzərə alınmalıdır.
3. Optik Gücləndiricinin Optik Fiber Rabitə Sistemində Tətbiqi
Fiber optik rabitə sistemindəFiber Optik Gücləndiriciötürmə gücünü artırmaq üçün ötürücünün gücləndirici gücləndiricisi kimi deyil, həm də qəbuledicinin həssaslığını yaxşılaşdırmaq üçün qəbuledicinin gücləndiricisi kimi istifadə edilə bilər və həmçinin ötürməni uzatmaq üçün ənənəvi optik-elektrik-optik təkrarlayıcını əvəz edə bilər. məsafə və bütün optik rabitəni həyata keçirir.
Fiber optik rabitə sistemlərində ötürmə məsafəsini məhdudlaşdıran əsas amillər optik lifin itməsi və dağılmasıdır.Dar spektrli işıq mənbəyindən istifadə edərək və ya sıfır dispersiya dalğa uzunluğuna yaxın işləyərkən lif dispersiyasının təsiri azdır.Bu sistemin hər bir relay stansiyasında tam siqnal vaxtı regenerasiyasını (3R relay) yerinə yetirməsinə ehtiyac yoxdur.Optik siqnalı birbaşa optik gücləndirici (1R rele) ilə gücləndirmək kifayətdir.Optik gücləndiricilər təkcə uzun məsafəli magistral sistemlərdə deyil, həm də optik lif paylama şəbəkələrində, xüsusən də WDM sistemlərində eyni vaxtda birdən çox kanalı gücləndirmək üçün istifadə edilə bilər.
1) Magistral Optik Fiber Rabitə Sistemlərində Optik Gücləndiricilərin Tətbiqi
Şəkil 2, magistral optik lifli rabitə sistemində optik gücləndiricinin tətbiqinin sxematik diaqramıdır.(a) şəkil göstərir ki, optik gücləndirici ötürücünün güc gücləndiricisi və qəbuledicinin qabaqlayıcı gücləndiricisi kimi istifadə olunur ki, relesiz məsafə ikiqat olsun.Məsələn, EDFA-nın qəbul edilməsi, sistemin ötürülməsi 1.8Gb/s məsafə 120km-dən 250km-ə qədər artır və ya hətta 400km-ə çatır.Şəkil 2 (b)-(d) çoxreleli sistemlərdə optik gücləndiricilərin tətbiqidir;Şəkil (b) ənənəvi 3R relay rejimidir;Şəkil (c) 3R təkrarlayıcıların və optik gücləndiricilərin qarışıq rele rejimidir;Şəkil 2 (d) Tam optik rele rejimidir;tam optik rabitə sistemində vaxt və regenerasiya sxemləri daxil deyil, ona görə də o, bit şəffafdır və “elektron şüşə bığ” məhdudiyyəti yoxdur.Hər iki tərəfdən göndərən və qəbul edən avadanlıq dəyişdirildikdə, aşağı sürətdən yüksək sürətə yüksəltmək asandır və optik gücləndiricinin dəyişdirilməsinə ehtiyac yoxdur.
2) Optik Fiber Paylama Şəbəkəsində Optik Gücləndiricinin Tətbiqi
Optik gücləndiricilərin (xüsusilə EDFA) yüksək güc çıxışı üstünlükləri genişzolaqlı paylayıcı şəbəkələrdə (məsələn,CATVŞəbəkələr).Ənənəvi CATV şəbəkəsi bir neçə yüz metrdən bir gücləndirilməli olan koaksial kabeli qəbul edir və şəbəkənin xidmət radiusu təxminən 7 km-dir.Optik gücləndiricilərdən istifadə edən optik lifli CATV şəbəkəsi yalnız paylanmış istifadəçilərin sayını çox artıra bilməz, həm də şəbəkə yolunu xeyli genişləndirə bilər.Son inkişaflar göstərdi ki, optik lif/hibrid (HFC) paylanması hər ikisinin güclü tərəflərini çəkir və güclü rəqabət qabiliyyətinə malikdir.
Şəkil 4 TV-nin 35 kanalının AM-VSB modulyasiyası üçün optik lif paylama şəbəkəsinin nümunəsidir.Transmitterin işıq mənbəyi dalğa uzunluğu 1550 nm və çıxış gücü 3,3 dBm olan DFB-LD-dir.Güc paylayıcı gücləndirici kimi 4 səviyyəli EDFA-dan istifadə edərək, onun giriş gücü təxminən -6 dBm, çıxış gücü isə təxminən 13 dBm-dir.Optik qəbuledicinin həssaslığı -9.2d Bm.4 səviyyəli paylanmadan sonra istifadəçilərin ümumi sayı 4,2 milyona çatıb, şəbəkə yolu isə onlarla kilometrdən çoxdur.Testin çəkili siqnal-küy nisbəti 45dB-dən çox idi və EDFA CSO-da azalmaya səbəb olmadı.
Göndərmə vaxtı: 23 aprel 2023-cü il