Introduktion af optisk forstærker
Med den hurtige udvikling af de optiske kommunikationsnetværk kræves længere transmissionslængder. Optisk forstærker kan opfylde kravene til optiske kommunikationsnet. En optisk forstærker er en indretning, der forstærker et optisk signal direkte uden at det først er nødvendigt at konvertere det til et elektrisk signal. En optisk forstærker kan betragtes som en laser uden et optisk hulrum, eller en i hvilken tilbagekobling fra hulrummet undertrykkes. Dette indlæg vil hjælpe dig med at få en bedre forståelse af optisk forstærker.
Et grundlæggende optisk kommunikationslink indeholder en sender og modtager med et optisk fiberkabel, der forbinder dem. Skønt signaler, der transmitterer i optisk fiber, har langt mindre dæmpning end i andre medier, såsom kobber, er der stadig en begrænsning på ca. 100 km på afstanden, som signalerne kan rejse før de bliver for støjende til at blive detekteret.
Optiske forstærkere anvendes i vid udstrækning i fiberoptiske datalink. Figur 1 viser tre måder, hvor optiske forstærkere kan bruges til at styrke ydeevnen for optiske datalink. En boosterforstærker bruges til at øge optisk udgang fra en optisk sender lige før signalet går ind i en optisk fiber. Det optiske signal svækkes, da det bevæger sig i den optiske fiber. En inline forstærker anvendes til at genoprette (regenerere) det optiske signal til dets oprindelige effektniveau. En optisk forforstærker betjenes ved enden af den optiske fiberforbindelse for at forøge følsomheden af en optisk modtager.
Figur 1. Optiske forstærkere i fiberoptiske kommunikationsforbindelser
Forholdet mellem udgangseffekt og indgangseffekt
Gain som en fuction of power
Omfang af bølgelængder, over hvilke forstærkeren er effektiv
Maksimal udgangseffekt, ud over hvilken der ikke opnås nogen forstærkning
uønsket signal på grund af fysisk behandling i forstærkeren
Der er tre mest anvendte typer optiske forstærkere, som vist fra venstre mod højre: erbium-doped fiberforstærker, halvleder optisk forstærker og fiber Raman forstærker.
Amplifieringsmediet er en glasoptisk fiber doteret med erbiumioner. Erbium pumpes til en tilstand af populationsinversion med en separat optisk indgang. Det erbiumdoterede glas optiske forstærkningsmedium forstærker lys ved bølgelængder, der er i nærheden af 1550 nm - de optiske bølgelængder, der lider under minimal dæmpning i optiske fibre. Den erbium-doterede fiberforstærker (EDFA) er den mest udbredte fiberforstærker. Erbiumdoterede optiske fiberforstærkere (EDFA'er) har lav lydstyrke og kan forstærke mange bølgelængder samtidigt, hvilket gør EDFA til en forstærker til de fleste applikationer i optisk kommunikation.
Figur 2. Erbium-doteret fiberforstærker-arbejdsprincip
Gevinstmediet er uopløset InGaAsP. Dette materiale kan skræddersys til at give optisk amplifikation ved bølgelængder nær 1,3 μm eller nær 1,5 μm - vigtige bølgelængder til optisk kommunikation. Andre halvledere kan bruges til at forstærke optiske signaler ved andre bølgelængder. Indgangs- og udgangssiderne på forstærkeren er antirefleksbelagt for at forhindre optisk tilbagekobling af forstærkningsmediet og lasing. Semiconductor Optical Amplifier med sine funktioner i små pakker, billige applikationer og potentiel brug til optisk switching, kan det være et godt valg, der passer til de fleste kunder.
Figur 3. Semiconductor optisk forstærker arbejdsprincip
I en Raman-forstærker intensiveres signalet ved Raman-amplifikation. I modsætning til EDFA og SOA opnås amplifikationseffekten ved en ikke-lineær interaktion mellem signalet og en pumpelaser inden for en optisk fiber. Der er to typer af Raman forstærker: distribueret og klumpet. En distribueret Raman-forstærker er en, hvor transmissionsfiberen anvendes som forstærkningsmediet ved multiplexering af en pumpebølgelængde med signalbølgelængde, medens en klumpet ramanforstærker anvender en dedikeret, kortere længde af fiber til tilvejebringelse af amplifikation.
Figur 4. Raman forstærker arbejdsprincip
Optisk forstærker spiller en meget vigtig rolle i moderne optiske netværk, der muliggør overførsel af mange terabits af data over lange afstande på op til tusindvis af kilometer. Optiske forstærkere leveret af FOCC er designet til alle netværkssegmenter og applikationer. For mere information besøg venligst www.focc-fiber.com .
