Օպտիկական մանրաթելային ուժեղացուցիչի / EDFA- ի աշխատանքային սկզբունքը եւ դասակարգումը

Օպտիկական մանրաթելային ուժեղացուցիչի / EDFA- ի աշխատանքային սկզբունքը եւ դասակարգումը

1. ԴասակարգումFiberAMplifiros

Օպտիկական ուժեղացուցիչների երեք հիմնական տեսակ կա.

(1) կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչ (SOA, կիսահաղորդչային օպտիկական ուժեղացուցիչ);

(2) Օպտիկական մանրաթելային ուժեղացուցիչներ, որոնք պարունակում էին հազվագյուտ հողային տարրերով (Erbium er, Thulium TM, Praseodymium PR, Rubidium ND եւ այլն), հիմնականում erbium-doped մանրաթելային ուժեղացուցիչներ (Edfa), ինչպես նաեւ Thulium-doped մանրաթելային ուժեղացուցիչներ (TDFA) եւ Praseodymium-Doped մանրաթելային ուժեղացուցիչներ (PDFA) եւ այլն:

(3) Ոչ գծային մանրաթելային ուժեղացուցիչներ, հիմնականում մանրաթելային ռաման ուժեղացուցիչներ (FRA, Fiber Raman Amlifier): Այս օպտիկական ուժեղացուցիչների հիմնական կատարողականի համեմատությունը ցուցադրվում է աղյուսակում

 1): Օպտիկական ուժեղացուցիչների համեմատություն

EDFA (Erbium Doped Fiber ուժեղացուցիչ)

Բազմամակարդակ լազերային համակարգը կարող է ձեւավորվել քվարցային մանրաթելից `հազվագյուտ հողային տարրերով դոպինգի միջոցով (օրինակ, er, pr, tm եւ այլն), իսկ մուտքային ազդանշանի լույսը ուղղակիորեն ուժեղացվում է պոմպի լույսի գործողությամբ: Համապատասխան արձագանքներ տրամադրելուց հետո ձեւավորվում է մանրաթելային լազեր: ND-Doped Fiber ուժեղացուցիչի աշխատանքային ալիքի երկարությունը 1060NM եւ 1330NM է, իսկ դրա զարգացումը եւ կիրառումը սահմանափակված են օպտիկամանրաթելային հաղորդակցման լավագույն լվացարանային նավահանգիստից եւ այլ պատճառներով շեղումով: EDFA- ի եւ PDFA- ի գործառնական ալիքի երկարությունները համապատասխանաբար են օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցության ամենացածր կորստի (1550NM) եւ զրոյական ցրման ալիքի երկարության (1300nm) պատուհանում, եւ TDFA- ն գործում է S-Band- ում, որոնք շատ հարմար են օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցման համակարգի համար: Հատկապես EDFA- ն, ամենաարագ զարգացումը, գործնական է եղել:

 

ԷPEDFA- ի կոպիտ

EDFA- ի հիմնական կառուցվածքը ներկայացված է Նկար 1-ում (ա), որը հիմնականում բաղկացած է ակտիվ միջավայրից (Erbium-Doped Silica Fiber- ը երկար ժամանակ մետր երկարությամբ եւ (25-1000) x10-6- ի հիմնական տրամագիծը (990 կամ 1480NM LD) Ազդանշանի լույսի եւ պոմպի լույսը կարող է տարածվել նույն ուղղությամբ (կոդիրական պոմպադ), հակառակ ուղղություններով (հակառակ մղումը) կամ երկու ուղղություններով (երկկողմանի պոմպադ) erbium մանրաթելում: Երբ ազդանշանի լույսը եւ պոմպի լույսը միաժամանակ ներարկվում են erbium մանրաթելից, erbium իոնները ոգեւորված են էներգիայի բարձր մակարդակի վրա, պոմպի լույսի գործողության ներքո, երբ միջադեպի ազդանշանային լույսը վերադառնում է ֆոտոններ: Գծապատկեր 1-ը (գ) դրա ուժեղացված ինքնաբուխ արտանետման (ASE) սպեկտրն է մեծ թողունակությամբ (մինչեւ 20-40NM) եւ համապատասխանաբար 1530NM եւ 1550NM համապատասխան երկու գագաթ:

EDFA- ի հիմնական առավելությունները բարձր շահույթ են, մեծ թողունակություն, բարձր ելքային հզորություն, բարձրորակ արդյունավետություն, տեղադրման ցածր կորուստ եւ բեւեռացման վիճակի նկատմամբ անզգայունություն:

 2). EDFA- ի կառուցվածքն ու սկզբունքը

2-ը: Ֆիեզերքի օպտիկական ուժեղացուցիչների հետ կապված խնդիրներ

Չնայած օպտիկական ուժեղացուցիչը (հատկապես EDFA) ունի շատ ակնառու առավելություններ, դա իդեալական ուժեղացուցիչ չէ: Լրացուցիչ աղմուկի բացի, որը նվազեցնում է ազդանշանի SNR- ն, կան մի քանի այլ թերություններ, ինչպիսիք են.

- Ամրապնդող թողունակության շրջանակներում շահույթի սպեկտրի անհավասարությունը ազդում է բազմաշերտ ուժեղացման կատարման վրա.

- Երբ օպտիկական ուժեղացուցիչները կուտակվում են, կուտակվում են աղմուկի, մանրաթելերի ցրման եւ ոչ գծային էֆեկտների հետեւանքները:

Այս հարցերը պետք է դիտարկել հայտի եւ համակարգի ձեւավորման մեջ:

 

3. Օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցության համակարգում օպտիկական ուժեղացուցիչի կիրառում

Օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցության համակարգում,Օպտիկամանրաթելային ուժեղացուցիչԿարող է օգտագործվել ոչ միայն որպես հաղորդիչի ուժի ուժեղացուցիչ, փոխանցման էներգիայի բարձրացման համար, այլեւ որպես ստացողի նախադրյալ `ստացող զգայունությունը բարելավելու համար եւ կարող է փոխարինել փոխանցման հեռավորությունը եւ իրականացնել բոլոր օպտիկական հաղորդակցությունը:

Օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցման համակարգերում փոխանցման հեռավորությունը սահմանափակող հիմնական գործոնները օպտիկական մանրաթելերի կորուստն ու ցրումը են: Օգտագործելով նեղ սպեկտրի լույսի աղբյուր, կամ զրո-ցրման ալիքի երկարության մոտ աշխատել, մանրաթելերի ցրման ազդեցությունը փոքր է: Այս համակարգը կարիք չունի յուրաքանչյուր ռելեի կայարանում կատարել ազդանշանային ժամանակի ամբողջական վերականգնման (3R ռելեի): Բավական է օպտիկական ազդանշանը ուղղակիորեն ուժեղացնել օպտիկական ուժեղացուցիչով (1R ռելե): Օպտիկական ուժեղացուցիչները կարող են օգտագործվել ոչ միայն հեռավոր բեռնախցիկ համակարգերում, այլեւ օպտիկական մանրաթելային բաշխիչ ցանցերում, հատկապես WDM համակարգերում, միաժամանակ մի քանի ալիքների ուժեղացնելու համար:

 3) .Բեռնային ուժեղացուցիչը բեռնախցիկ օպտիկական մանրաթելում

1) օպտիկական ուժեղացուցիչների կիրառումը միջքաղաքային օպտիկական մանրաթելային հաղորդակցության համակարգերում

Նկար 2-ը բեռնախցիկ օպտիկական օպտիկական օպտիկական օպտիկական օպտիկական ուժեղացուցիչի կիրառման սխեմատիկ դիագրամ է: ա) Պատկերը ցույց են տալիս, որ օպտիկական ուժեղացուցիչը օգտագործվում է որպես հաղորդիչի հզորության ուժեղացուցիչ եւ ստացողի նախադրիչ, որպեսզի չկրկնվի ոչ ռելեի հեռավորությունը: Օրինակ, EDFA- ի ընդունումը, համակարգի փոխանցումը 1.8 Գբ / վ-ի հեռավորությունը 120 կմ-ից 250 կմ է կամ նույնիսկ հասնում է 400 կմ: Գծապատկեր 2 (բ) - (դ) բազմապահով համակարգերում օպտիկական ուժեղացուցիչների կիրառում է. Գծապատկեր (բ) 3R ռելեի ավանդական ռեժիմն է. Գծապատկեր (գ) 3R կրկնողների եւ օպտիկական ուժեղացուցիչների խառը ռելեի ռեժիմն է. Գծապատկեր 2 (դ) Այն բոլոր օպտիկական ռելե ռեժիմ է. Ամբողջ օպտիկական կապի համակարգում այն ​​չի ներառում ժամանակի եւ վերականգնման սխեմաներ, ուստի այն քիչ թափանցիկ է, եւ «Էլեկտրոնային շշերի շշուկի» սահմանափակում չկա: Քանի դեռ երկու ծայրերում սարքավորումներ ուղարկելը եւ ստացող սարքավորումները փոխարինվում են, հեշտ է բարձրացնել ցածր մակարդակից մինչեւ բարձր տեմպը, եւ օպտիկական ուժեղացուցիչը պետք չէ փոխարինել:

 

2) օպտիկական ուժեղացուցիչի օպտիկական ուժեղացուցիչի կիրառումը օպտիկական մանրաթելերի բաշխման ցանցում

Օպտիկական ուժեղացուցիչների (հատկապես EDFA) բարձր էներգիայի արտադրանքի առավելությունները շատ օգտակար են լայնաշերտ բաշխիչ ցանցերում (օրինակ,ԿարվՑանցեր): Ավանդական CATV ցանցը ընդունում է Coaxial մալուխ, որը պետք է ուժեղացվի յուրաքանչյուր մի քանի հարյուր մետր, իսկ ցանցի սպասարկման շառավղը մոտ 7 կմ է: Օպտիկական մանրաթելային CATV ցանցը, որն օգտագործում է օպտիկական ուժեղացուցիչներ, կարող է ոչ միայն մեծապես ավելացնել բաշխված օգտվողների թիվը, այլեւ մեծապես ընդլայնել ցանցի ուղին: Վերջին զարգացումները ցույց են տվել, որ օպտիկական մանրաթելերի / հիբրիդի բաշխումը (HFC) գրավում է երկուսի ուժեղ կողմերը եւ ունի ուժեղ մրցունակություն:

Գծապատկեր 4-ը օպտիկական մանրաթելային բաշխման ցանցի օրինակ է հեռուստատեսության 35 ալիքների AM-VSB մոդուլյացիայի համար: Փոխանցիչի լույսի աղբյուրը DFB-LD է `3,3DBM- ի 1550NM եւ ելքային հզորության ալիքի երկարությամբ: Օգտագործելով 4-մակարդակի EDFA- ն, որպես էլեկտրաէներգիայի բաշխման ուժեղացուցիչ, դրա ներդրման հզորությունը մոտ 6DBM է, իսկ դրա ելքային հզորությունը մոտ 13DBM է: Օպտիկական ստացողի զգայունություն -9.2D BM: Բաշխման 4 մակարդակից հետո օգտագործողների ընդհանուր թիվը հասել է 4,2 միլիոնի, իսկ ցանցի ուղին ավելին է, քան տասնյակ կիլոմետրեր: Թեստի կշռված ազդանշանային ազդանշանային հարաբերակցությունը ավելի մեծ էր, քան 45db- ը, իսկ EDFA- ն ՔՀԿ-ում կրճատեց:

4) EDFA- ն մանրաթելերի բաշխման ցանցում

 


Ժամը `Ապրիլ -3-2023

  • Նախորդը:
  • Հաջորդը.