Predstavitev optičnega ojačevalnika
S hitrim razvojem optičnih komunikacijskih omrežij so potrebne daljše oddajne dolžine. Optični ojačevalnik lahko zadosti zahtevam optičnih komunikacijskih omrežij. Optični ojačevalnik je naprava, ki neposredno poveča optični signal, ne da bi ga bilo treba najprej pretvoriti v električni signal. Optični ojačevalnik se lahko šteje za laser brez optične votline ali tisti, v katerem se zavira povratna informacija iz votline. Ta post vam bo pomagal bolje razumeti optični ojačevalnik.
Osnovna optična komunikacijska povezava vsebuje oddajnik in sprejemnik z optičnim kablom, ki ju povezuje. Čeprav signali, ki prenašajo v optičnih vlaknih, trpijo veliko manj dušenja kot v drugih medijih, kot je baker, še vedno obstaja omejitev približno 100 km na razdalji, na katero lahko potujejo signali, preden postanejo preveč hrupni, da bi jih lahko zaznali.
Optični ojačevalniki se pogosto uporabljajo v podatkovnih povezavah z optičnimi vlakni. Na sliki 1 so prikazani trije načini uporabe optičnih ojačevalnikov za izboljšanje učinkovitosti optičnih podatkovnih povezav. Povečevalni ojačevalnik se uporablja za povečanje optičnega izhoda optičnega oddajnika tik preden signal vstopi v optično vlakno. Optični signal je oslabljen, ko potuje po optičnem vlaknu. Vgrajen ojačevalnik se uporablja za obnovitev (regeneracijo) optičnega signala na prvotno moč. Optični pred-ojačevalnik deluje na koncu povezave optičnih vlaken, da se poveča občutljivost optičnega sprejemnika.
Slika 1. Optični ojačevalniki v optičnih komunikacijskih povezavah
Razmerje izhodne moči do vhodne moči
Dobite kot zagon moči
Razpon valovnih dolžin, na katerih je ojačevalnik učinkovit
Maxmum izhodna moč, po kateri ni doseženo ojačanje
neželeni signal zaradi fizične obdelave v ojačevalniku
Obstajajo trije najpogosteje uporabljeni tipi optičnih ojačevalnikov, kot je prikazano od leve proti desni: ojačevalec z vlakni, napajanim z erbijem, polprevodniški optični ojačevalnik in optični ramanski ojačevalnik.
Ojačevalni medij je stekleno optično vlakno, dopirano z ioni erbija. Erbij se črpa v stanje inverzije populacije z ločenim optičnim vhodom. Stekleni optični ojačeni medij z erbijem ojača svetlobo na valovnih dolžinah, ki so v bližini 1550nm - optične valovne dolžine, ki trpijo minimalno slabljenje optičnih vlaken. Ojačevalnik vlaken z erbijem (EDFA) je najbolj razširjen ojačevalnik vlaken. Optični ojačevalniki z optičnimi vlakni, napajani z erbijem (EDFA), imajo nizko raven hrupa in lahko hkrati ojačajo številne valovne dolžine, zaradi česar je EDFA ojačevalnik izbire za večino aplikacij v optičnih komunikacijah.
Slika 2. Način delovanja ojačevalnika z napajanjem z erbijem
Dobitni medij je nedoločen InGaAsP. Ta material se lahko prilagodi tako, da zagotavlja optično ojačanje na valovnih dolžinah blizu 1,3 µm ali blizu 1,5 µm - pomembnih valovnih dolžin za optične komunikacije. Za povečanje optičnih signalov na drugih valovnih dolžinah se lahko uporabljajo drugi polprevodniki. Vhodna in izhodna ploskev ojačevalnika sta prevlečena s protiseksno zaščito, da se prepreči optična povratna zveza na ojačevalni medij in lase. Polprevodniški optični ojačevalnik s svojimi lastnostmi majhnega paketa, poceni aplikacijami in potencialno uporabo za optično preklapljanje je lahko odlična izbira za večino strank.
Slika 3. Princip delovanja polprevodniškega optičnega ojačevalnika
V Ramanovem ojačevalniku se signal poveča z Ramanovim ojačanjem. Za razliko od EDFA in SOA se ojačevalni učinek doseže z nelinearno interakcijo med signalom in črpalnim laserjem v optičnem vlaknu. Obstajata dve vrsti Ramanovega ojačevalnika: porazdeljeni in lumped. Porazdeljeni ramanski ojačevalnik je tisti, v katerem se prenosno vlakno uporablja kot dobitni medij z multipleksiranjem valovne dolžine črpalke z valovno dolžino signala, medtem ko se z uporabo kombiniranega Ramanovega ojačevalnika uporabi namenska, krajša dolžina vlaken za ojačanje.
Slika 4. Princip delovanja Ramanskega ojačevalnika
Optični ojačevalnik ima v sodobnih optičnih omrežjih zelo pomembno vlogo, ki omogoča prenos številnih podatkov na velike razdalje do tisoč kilometrov. Optični ojačevalniki, ki jih zagotavlja FOCC, so zasnovani za vse segmente omrežja in aplikacije. Za več informacij obiščite www.focc-fiber.com .
