1. Dosbarthiad oFiberAMPLifiers
Mae yna dri phrif fath o fwyhadur optegol:
(1) mwyhadur optegol lled -ddargludyddion (SOA, mwyhadur optegol lled -ddargludyddion);
(2) Chwyddseinyddion ffibr optegol wedi'u dopio ag elfennau daear prin (erbium er, thulium tm, praseodymium pr, rubidium nd, ac ati), chwyddseinyddion ffibr wedi'u dopio erbium yn bennaf (EDFA), yn ogystal â chwyddseinyddion ffibr wedi'u dopio â thulium (TDFA) a chwyddseinyddion ffibr wedi'u dopio â praseodymiwm (PDFA), ac ati.
(3) chwyddseinyddion ffibr aflinol, chwyddseinyddion Raman ffibr yn bennaf (FRA, mwyhadur ffibr Raman). Dangosir prif gymhariaeth perfformiad y chwyddseinyddion optegol hyn yn y tabl
EDFA (mwyhadur ffibr wedi'i ddopio erbium)
Gellir ffurfio system laser aml-lefel trwy ddopio'r ffibr cwarts gydag elfennau daear prin (megis ND, ER, PR, TM, ac ati), ac mae'r golau signal mewnbwn wedi'i chwyddo'n uniongyrchol o dan weithred y golau pwmp. Ar ôl darparu adborth priodol, mae laser ffibr yn cael ei ffurfio. Tonfedd weithio'r mwyhadur ffibr wedi'i dopio ND yw 1060Nm a 1330Nm, ac mae ei ddatblygiad a'i gymhwyso yn gyfyngedig oherwydd gwyriad o'r porthladd sinc gorau o gyfathrebu ffibr optig a rhesymau eraill. Mae tonfeddi gweithredu EDFA a PDFA yn y drefn honno yn ffenestr y golled isaf (1550Nm) a thonfedd gwasgariad sero (1300Nm) o gyfathrebu ffibr optegol, ac mae TDFA yn gweithredu yn y band-S, sy'n addas iawn ar gyfer cymwysiadau system gyfathrebu ffibr optegol. Yn enwedig mae EDFA, y datblygiad cyflymaf, wedi bod yn ymarferol.
YPrivcense o Edfa
Dangosir strwythur sylfaenol EDFA yn Ffigur 1 (a), sy'n cynnwys cyfrwng gweithredol yn bennaf (ffibr silica wedi'i dopio erbium tua degau o fetrau o hyd, gyda diamedr craidd o 3-5 micron a chrynodiad dopio o (25-1000) x10-6), ffynhonnell golau pwmp (990nm neu 1480nm neu 1480nm., CULTORS). Gall golau signal a golau pwmp luosogi i'r un cyfeiriad (pwmpio codirectional), cyfarwyddiadau arall (pwmpio gwrthdroi) neu'r ddau gyfeiriad (pwmpio dwyochrog) yn y ffibr erbium. Pan fydd y golau signal a golau'r pwmp yn cael eu chwistrellu i mewn i'r ffibr erbium ar yr un pryd, mae'r ïonau erbium yn gyffrous i lefel egni uchel o dan weithred y golau pwmp (Ffigur 1 (b), system tair lefel), ac yn pydru'n gyflym i'r lefel egni metastable, pan fydd yn dychwelyd i gyflwr y ddaear o dan y signal signal, mae golau signal, yn cyfateb i ffotoniau. Ffigur 1 (c) yw ei sbectrwm allyriadau digymell (ASE) chwyddedig gyda lled band mawr (hyd at 20-40Nm) a dau gopa sy'n cyfateb i 1530nm a 1550nm yn y drefn honno.
Prif fanteision EDFA yw enillion uchel, lled band mawr, pŵer allbwn uchel, effeithlonrwydd pwmp uchel, colli mewnosod isel, ac ansensitifrwydd i gyflwr polareiddio.
2. Problemau gyda chwyddseinyddion optegol ffibr
Er bod gan y mwyhadur optegol (yn enwedig EDFA) lawer o fanteision rhagorol, nid yw'n fwyhadur delfrydol. Yn ychwanegol at y sŵn ychwanegol sy'n lleihau SNR y signal, mae yna rai diffygion eraill, megis:
- Mae anwastadrwydd y sbectrwm ennill o fewn lled band mwyhadur yn effeithio ar berfformiad ymhelaethu aml-sianel;
- Pan fydd chwyddseinyddion optegol yn cael eu rhaeadru, bydd effeithiau sŵn ASE, gwasgariad ffibr ac effeithiau aflinol yn cronni.
Rhaid ystyried y materion hyn wrth ddylunio cymhwysiad a system.
3. Cymhwyso mwyhadur optegol yn y system gyfathrebu ffibr optegol
Yn y system gyfathrebu ffibr optegol, mae'rMwyhadur Optegol Ffibrgellir ei ddefnyddio nid yn unig fel mwyhadur hwb pŵer y trosglwyddydd i gynyddu'r pŵer trosglwyddo, ond hefyd fel rhagosodwr y derbynnydd i wella'r sensitifrwydd derbyn, a gall hefyd ddisodli'r ailadroddydd optegol-trydan-optegol traddodiadol, i ymestyn y pellter trosglwyddo a gwireddu cyfathrebu holl-optegol.
Mewn systemau cyfathrebu ffibr optegol, y prif ffactorau sy'n cyfyngu ar y pellter trosglwyddo yw colli a gwasgariad y ffibr optegol. Gan ddefnyddio ffynhonnell golau sbectrwm cul, neu weithio ger y donfedd sero-wasgariad, mae dylanwad gwasgariad ffibr yn fach. Nid oes angen i'r system hon berfformio adfywio amseru signal cyflawn (ras gyfnewid 3R) ym mhob gorsaf ras gyfnewid. Mae'n ddigonol i ymhelaethu'n uniongyrchol ar y signal optegol gyda mwyhadur optegol (ras gyfnewid 1R). Gellir defnyddio chwyddseinyddion optegol nid yn unig mewn systemau cefnffyrdd pellter hir ond hefyd mewn rhwydweithiau dosbarthu ffibr optegol, yn enwedig mewn systemau WDM, i ymhelaethu ar sawl sianel ar yr un pryd.
1) Cymhwyso chwyddseinyddion optegol mewn systemau cyfathrebu ffibr optegol cefnffyrdd
Mae Ffig. 2 yn ddiagram sgematig o gymhwyso'r mwyhadur optegol yn system gyfathrebu ffibr optegol y gefnffordd. (a) Mae'r llun yn dangos bod y mwyhadur optegol yn cael ei ddefnyddio fel mwyhadur hwb pŵer y trosglwyddydd a rhagosodwr y derbynnydd fel bod y pellter nad yw'n cael ei ddyblu. Er enghraifft, mabwysiadu EDFA, trosglwyddiad y system Mae'r pellter o 1.8GB/s yn cynyddu o 120km i 250km neu hyd yn oed yn cyrraedd 400km. Ffigur 2 (b)-(ch) yw cymhwyso chwyddseinyddion optegol mewn systemau aml-adfer; Ffigur (b) yw'r modd ras gyfnewid 3R traddodiadol; Ffigur (c) yw'r dull ras gyfnewid cymysg o ailadroddwyr 3R a chwyddseinyddion optegol; Ffigur 2 (d) Mae'n fodd ras gyfnewid holl-optegol; Mewn system gyfathrebu holl-optegol, nid yw'n cynnwys cylchedau amseru ac adfywio, felly mae'n dryloyw-tryloyw, ac nid oes cyfyngiad “sibrwd potel electronig”. Cyn belled â bod yr offer anfon a derbyn ar y ddau ben yn cael ei ddisodli, mae'n hawdd ei uwchraddio o gyfradd isel i gyfradd uchel, ac nid oes angen disodli'r mwyhadur optegol.
2) Cymhwyso mwyhadur optegol yn y rhwydwaith dosbarthu ffibr optegol
Mae manteision allbwn pŵer uchel chwyddseinyddion optegol (yn enwedig EDFA) yn ddefnyddiol iawn mewn rhwydweithiau dosbarthu band eang (felCATVRhwydweithiau). Mae'r rhwydwaith CATV traddodiadol yn mabwysiadu cebl cyfechelog, y mae angen ei chwyddo bob cannoedd o fetrau, ac mae radiws gwasanaeth y rhwydwaith tua 7km. Gall y rhwydwaith CATV ffibr optegol gan ddefnyddio chwyddseinyddion optegol nid yn unig gynyddu nifer y defnyddwyr dosbarthedig yn fawr, ond hefyd ehangu'r llwybr rhwydwaith yn fawr. Mae datblygiadau diweddar wedi dangos bod dosbarthiad ffibr optegol/hybrid (HFC) yn tynnu cryfderau'r ddau ac mae ganddo gystadleurwydd cryf.
Mae Ffigur 4 yn enghraifft o rwydwaith dosbarthu ffibr optegol ar gyfer modiwleiddio AM-VSB o 35 sianel o deledu. Ffynhonnell golau'r trosglwyddydd yw DFB-LD gyda thonfedd o 1550nm a phŵer allbwn o 3.3dbm. Gan ddefnyddio EDFA 4 lefel fel mwyhadur dosbarthu pŵer, mae ei bŵer mewnbwn tua -6dbm, ac mae ei bŵer allbwn tua 13dbm. Sensitifrwydd Derbynnydd Optegol -9.2d BM. Ar ôl 4 lefel o ddosbarthiad, mae cyfanswm nifer y defnyddwyr wedi cyrraedd 4.2 miliwn, ac mae llwybr y rhwydwaith yn fwy na degau o gilometrau. Roedd cymhareb signal-i-sŵn wedi'i phwysoli'r prawf yn fwy na 45dB, ac ni achosodd EDFA ostyngiad yn CSO.
Amser Post: APR-23-2023