Turli xil optik kuchaytirgichlarni taqqoslash
Optik kuchaytirgich optik aloqa tarmoqlari uchun muhim texnologiya. Avval elektr signaliga aylantirmasdan, optik kuchaytirgichlar takrorlash qurilmalari o'rniga foydalaniladi. Ma'lumki, bir necha turdagi optik kuchaytirgichlar mavjud. Ular orasida asosiy amplifikator texnologiyalari - Doped tolali amplifikator (EDFA), Semiconductor optik amplifikator (SOA) va Fiber Raman amplifikatori. Bugungi kunda ushbu maqolada turli xil optik kuchaytirgichlarni o'rganish va solishtirishga tayyormiz.
Turli xil optik kuchaytirgichlarni taqqoslashdan oldin, keling, Gost So'nggi optik kuchaytirgichni ko'rib chiqaylik. Umuman olganda, takroriy marshrutga bitta paketda birlashtirilgan qabul qiluvchi va transmitter kiradi. Qabul qiluvchi kelgan optik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi. Qabul qilgichning elektr chiqishi transmiterning elektr in'ikosini harakatga keltiradi. Transmitterning optik chiqishi optik kirish signali ortiqcha shovqinning kuchaytirilgan versiyasini aks ettiradi. Repeaters ko'p tarmoqli transmitterlar ko'plab qabul qiluvchilarga turli xil bit tezligi va turli formatlarda signal yuboradigan optik-tolali tarmoqlar uchun ishlamaydi. Biroq, takrorlanuvchidan farqli o'laroq, optik kuchaytirgich elektr va elektr optik konvertatsiya qilishsiz to'g'ridan-to'g'ri optik signalni kuchaytiradi. Bundan tashqari, ideal optik kuchaytirgich ko'p kanalli operatsiyalarni imkon qadar kengroq to'lqin bo'yi bandini qo'llab-quvvatlab, katta dinamik daromad oralig'i bo'yicha yuqori daromad olishni ta'minlaydi, yuqori to'yingan chiqish quvvati, past shovqin va samarali vaqtinchalik bosimni ta'minlaydi. Optik kuchaytirgichlarning quyidagi afzalliklari:
Har qanday bit tezligi va signal formatini qo'llab-quvvatlang
To'liq to'lqin uzunligini qo'llab-quvvatlang
WDM yordamida optik-tolali aloqa imkoniyatlarini oshirish
Faqatgina nuqtadan nuqtaga ulanishlarni emas, balki barcha optik tarmoqlarning imkoniyatlarini taqdim eting
OK, optik kuchaytirgichlarni qisqacha tanishtirgandan so'ng, biz bugungi kunda asosiy mavzuni rasman boshlaymiz. Yuqorida gaplashganimizdek, bugungi kuchaytiruvchi texnologiyaning uchta turi mavjud. Ularning har biri o'z ish printsipiga, xususiyatlariga va ilovalariga ega. Quyidagi xatboshilarda ularni bitta-bitta ta'riflaymiz.
Katto tolali amplifikator (odatda vakili: EDFA)
Erbium bilan to'ldirilgan tolali amplifikator (EDFA) asosan Erbium bilan qoplangan tolali (EDF), pompa yorug'lik manbai, optik aloqa moslamalari, optik izolyatorlar, optik va boshqa komponentlardan ishlab chiqarilgan eng keng tarqalgan optik tolali kuchaytirgichdir. Ular orasida optik tolali erbium ioni ko'rinishidagi iz izolyatsiyasi optik tolalarning silika yadrosiga kiritilib optik xususiyatlarini o'zgartirish va signal kuchayishiga imkon beradi.
Mehnat printsipi
EDFA ning ishlash printsipi odatda 980 nm va ba'zan taxminan 1450 nm bo'lgan to'lqin uzunligi bo'lgan nasos nuri manbalarini qo'llash erbium ionlarini (Er3 +) 4I13 / 2 holatiga (980 nm 4I11 / 2 orqali pompalanadi), bu erda ular 1,5-mm to'lqin bo'yi mintaqasida yoritishni kuchaytirishi mumkin, bu esa 4I15 / 2 er-holatidagi manifolga qayta tashlangan emissiya orqali yuboriladi.
Afzalliklar va EDFA kamchiliklari
Afzalliklar
EDFA yuqori nasos quvvatiga ega (> 50%)
To'g'ridan-to'g'ri va bir vaqtning o'zida 1550nm hududida keng to'lqin bo'yi bantını (> 80nm) kuchaytiradi, nisbatan to'g'ri keladi
Yassilik optimallashtiruvchi filtrlar yordamida darzlik bilan yaxshilanishi mumkin
50 dB dan ortiq daromad olish
Uzoq shovqinli dasturlar uchun mos shovqinlarning past darajasi
Kamchiliklari
EDFA o'lchami kichik emas
Boshqa yarimo'tkazgich devieklari bilan integratsiyalash mumkin emas
Yarıiletken optik amplifikatör (SOA)
Yarıiletken optik amplifikatör, daromad muhitini ta'minlash uchun yarim o'tkazgichdan foydalanadigan optik kuchaytirgichning bir turidir. Ular Fabry-Perotning lazerli diodlariga o'xshash tuzilishga ega, ammo ularning oxirgi yuzlarida akslantirishni aks ettiruvchi dizayn elementlari mavjud. Boshqa optik kuchaytirgichlardan farqli o'laroq SOAlar elektron tarzda pompalanadi (ya'ni bevosita qo'llaniladigan oqim orqali) va alohida nasos lazeriga talab qilinmaydi.
Mehnat printsipi
1. Optik signalni kuchaytirish uchun simulyatsiya qilingan emissiya.
Yarıiletkenin faol mintaqasi.
Elektromagnit maydonning o'tkazuvchanlik bandiga nasoslanish uchun oqim oqimi.
4. Kirish signali amplifikatsiyani olish uchun elektronlarni valentlik bandiga o'tkazishni rag'batlantiradi.
SOA ning afzalliklari va Kamchiliklari
Afzalliklar
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich kichik o'lchamli va elektr pompalanadi.
EDFAga qaraganda potensial qimmatroq bo'lishi mumkin va yarim Supero'tkazuvchilar lazerlar, modulyatorlar, va boshqalar bilan integratsiyalash mumkin.
To'rt turdagi lineer bo'lmagan operatsiyalar (o'zaro faoliyat modulyatsiya, o'zaro faoliyat modulyatsiya, to'lqin bo'yi konvertatsiyasi va to'rtta to'lqinli aralashtirish) o'tkazilishi mumkin.
SOA past quvvatli lazer bilan ishlating. Bu qisqa nanosaniyadan yoki undan kam yuqori davlat umridan kelib chiqadi, shuning uchun daromad nasosning yoki signal kuchining o'zgarishiga tez ta'sir etadi va daromadning o'zgarishi ham signallarni buzadigan o'zgarishlar o'zgarishiga olib keladi.
Kamchiliklari
SOA ning ishlashi EDFA bilan tenglasha olmaydi. SOA yuqori shovqin, past daromad, mo''tadil polarizatsiya qaramligi va tez o'tish davriga ega bo'lgan yuqori bo'lmagan liniyaga ega.
Elyaf Raman kuchaytirgichi (FRA)
Elyaf Raman Amplifikatörü (FRA) ham nisbatan etuk optik amplifikatördür. FRAda ogohlantiruvchi Ramanning tarqalishi (SRS) tufayli optik signal kuchayadi. Umuman olganda, FRA LRA deb ataladigan va tarqalgan turi DRA deb nomlanuvchi turga bo'linadi. Odatdagi tolaning matoning ombori odatda 10 km masofada joylashgan. Bunga qo'shimcha ravishda, odatda, 40 dB yoki undan ortiq daromad olish mumkin bo'lgan bir nechta vattsiyalarga nisbatan yuqori nasosi quvvatini talab qiladi. Odatda, EDFA optimallashtirolmasligi mumkin bo'lgan optik signal tasmasini kuchaytirish uchun ishlatiladi. DRA ning tolalar ishlab chiqarish vositasi odatda LRAga qaraganda uzunroq, odatda o'nlab kilometrlarda, nasos manbai esa yuzlab megavatlarga kamayadi. Odatda DWDM aloqa tizimida, tizimning ishlashini yaxshilash, signalizatsiya kuchini kamaytirish, signalni shovqin nisbatlarini yaxshilash va internetni kuchaytirish uchun tizimning ish faoliyatini yaxshilash uchun yordamchi EDFA foydalaniladi.
Mehnat printsipi
FRA tamoyili Stimulated Raman Scattering (SRS) ta'siriga asoslangan. Qutqaruvchi muhit optik tolali emas. Quvvat Raman effekti deb nomlanuvchi doğrusal bo'lmagan optik jarayon orqali optik signalga o'tkaziladi. Voqealar fotonu elektronni virtual holatga keltiradi va stimulyatsiya qilingan emissiya elektron shisha molekulaning vibratsiya holatiga tushirilganda paydo bo'ladi. Noyob elektr energiyasiga mos keluvchi Stokes almashinuvi barcha optik tolalar uchun taxminan 13.2 THz.
FRAning afzalliklari va Kamchiliklari
Afzalliklar
Argumentlar to'lqin uzunligi kuchaytirilishi mumkin
O'rnatilgan SM tolali bilan mos keladi
EDFAsni kengaytirish uchun foydalanish mumkin
Pastki chiziq uchun yaxshiroq bo'lgan, bir oraliqdan past o'rtacha quvvatga olib kelishi mumkin
Juda keng tarmoqli operatsiya mumkin
Kamchiliklari
Yuqori nasos quvvat talablari, yuqori nasosi quvvat lazerlari yaqinda etib keldi
Muvaffaqiyatli daromadni boshqarish kerak
Vahima ham muammodir
Xulosa
Ushbu uch turdagi optik kuchaytirgichlar haqida gapirgandan so'ng, ularni quyidagi jadvalda taqqoslash mumkin.
