Úvod do optického zesilovače
S rychlým rozvojem optických komunikačních sítí jsou vyžadovány delší přenosové délky. Optický zesilovač může splňovat požadavky optických komunikačních sítí. Optický zesilovač je zařízení, které zesiluje optický signál přímo, aniž by bylo nutné jej nejprve převést na elektrický signál. Optický zesilovač může být považován za laser bez optické dutiny nebo za laser, ve kterém je potlačena zpětná vazba z dutiny. Tento příspěvek vám pomůže lépe porozumět optickému zesilovači.
Základní optické komunikační spojení obsahuje vysílač a přijímač, který je propojuje kabelem optických vláken. Ačkoliv signály vysílané v optickém vláknu trpí mnohem menším útlumem než v jiných médiích, jako je například měď, stále existuje omezení o vzdálenosti 100 km na vzdálenost, kterou mohou signály cestovat, než se stanou příliš hlučnými, aby mohly být detekovány.
Optické zesilovače jsou široce používány v datových spojích optických vláken. Obrázek 1 ukazuje tři způsoby, kterými mohou být optické zesilovače použity k posílení výkonu optických datových spojů. Zesilovač zesilovače se používá ke zvýšení optického výstupu optického vysílače těsně před vstupem signálu do optického vlákna. Optický signál je při průchodu optickým vláknem zeslaben. Inline zesilovač se používá k obnovení (regeneraci) optického signálu na původní úroveň výkonu. Optický předzesilovač je provozován na konci optického vláknového spoje, aby se zvýšila citlivost optického přijímače.
Obrázek 1. Optické zesilovače v optických komunikačních spojích
Poměr výstupního výkonu ke vstupnímu výkonu
Získat jako fuze inpout moc
Rozsah vlnových délek, nad kterými je zesilovač účinný
Maximální výstupní výkon, za kterým není dosaženo žádného zesílení
nežádoucí signál v důsledku fyzického zpracování zesilovače
Existují tři nejčastěji používané typy optických zesilovačů, jak je ukázáno zleva doprava: zesilovač s vláknem dopovaný erbiem, polovodičový optický zesilovač a zesilovač Raman.
Amplifikačním médiem je skleněné optické vlákno dopované ionty erb. Erbium je čerpáno do stavu inverze populace se samostatným optickým vstupem. Opticky zesílené médium se skleněným vláknem dopované erbiem zesiluje světlo na vlnových délkách, které jsou v sousedství 1550 nm - optické vlnové délky, které trpí minimálním útlumem v optických vláknech. Nejznámějším vláknovým zesilovačem je vláknový zesilovač dopovaný erbiem (EDFA). Optické vláknové zesilovače (EDFA) s nízkým šumem a zesílením mnoha vlnových délek, což činí EDFA zesilovačem pro většinu aplikací v optických komunikacích.
Obr. 2. Princip fungování vláknového zesilovače s dopovanými vlákny
Médium zisku je undoped InGaAsP. Tento materiál může být přizpůsoben tak, aby poskytoval optické zesílení při vlnových délkách blízkých 1,3 µm nebo téměř 1,5 µm - důležitých vlnových délkách pro optickou komunikaci. Jiné polovodiče mohou být použity k zesílení optických signálů na jiných vlnových délkách. Vstupní a výstupní plochy zesilovače jsou opatřeny antireflexním povlakem, aby se zabránilo optické zpětné vazbě na zesilovací médium a pláště. Polovodičový optický zesilovač se svými vlastnostmi malého balení, nízkonákladovými aplikacemi a potenciálním využitím pro optické přepínání může být skvělou volbou pro většinu zákazníků.
Obrázek 3. Pracovní princip polovodičového optického zesilovače
V Ramanově zesilovači je signál zesílen Ramanovým zesílením. Na rozdíl od EDFA a SOA je zesilovací efekt získán nelineární interakcí mezi signálem a čerpadlem laseru uvnitř optického vlákna. Existují dva typy Ramanových zesilovačů: distribuovaných a osvětlených. Distribuovaný Ramanův zesilovač je takový, ve kterém je přenosové vlákno využíváno jako zesilovací médium multiplexováním vlnové délky čerpadla s vlnovou délkou signálu, zatímco zesílený Ramanův zesilovač využívá vyhrazené kratší délky vlákna pro zesílení.
Obrázek 4. Pracovní princip Ramanova zesilovače
Optický zesilovač hraje velmi důležitou roli v moderních optických sítích, což umožňuje přenos mnoha terabitů dat na dlouhé vzdálenosti až tisíce kilometrů. Optické zesilovače poskytované společností FOCC jsou určeny pro všechny segmenty sítě a aplikace. Pro více informací navštivte www.focc-fiber.com .
