1. Dosbarthiad oFiberAchwyddwyr
Mae tri phrif fath o fwyhaduron optegol:
(1) Mwyhadur Optegol Lled-ddargludyddion (SOA, Mwyhadur Optegol Lled-ddargludyddion);
(2) Mwyhaduron ffibr optegol wedi'u dopio ag elfennau daear prin (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, ac ati), chwyddseinyddion ffibr dop erbium yn bennaf (EDFA), yn ogystal â mwyhaduron ffibr dop thulium (TDFA) a mwyhaduron ffibr dop praseodymium (PDFA), ac ati.
(3) Mwyhaduron ffibr aflinol, chwyddseinyddion Raman ffibr yn bennaf (FRA, Mwyhadur Raman Ffibr). Dangosir prif gymhariaeth perfformiad y mwyhaduron optegol hyn yn y tabl
EDFA (Mwyhadur Ffibr Doped Erbium)
Gellir ffurfio system laser aml-lefel trwy ddopio'r ffibr cwarts gydag elfennau daear prin (fel Nd, Er, Pr, Tm, ac ati), ac mae'r golau signal mewnbwn yn cael ei chwyddo'n uniongyrchol o dan weithred y golau pwmp. Ar ôl darparu adborth priodol, ffurfir laser ffibr. Tonfedd gweithio'r mwyhadur ffibr Nd-doped yw 1060nm a 1330nm, ac mae ei ddatblygiad a'i gymhwysiad 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 cyfathrebu ffibr optegol . Yn enwedig EDFA, y datblygiad mwyaf cyflym, wedi bod yn ymarferol.
Mae'rPrhinciple EDFA
Dangosir strwythur sylfaenol EDFA yn Ffigur 1(a), sy'n cynnwys cyfrwng gweithredol yn bennaf (ffibr silica dop 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 (990 neu 1480nm LD), cwplwr optegol ac ynysu optegol. Gall golau signal a golau pwmp luosogi i'r un cyfeiriad (pwmpio codirectional), cyfeiriadau cyferbyniol (pwmpio gwrthdro) neu'r ddau gyfeiriad (pwmpio deugyfeiriadol) yn y ffibr erbium. Pan fydd y golau signal a'r golau pwmp yn cael eu chwistrellu 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 ynni metastabl, pan fydd yn dychwelyd i'r cyflwr daear o dan weithred y golau signal digwyddiad, mae'n allyrru ffotonau sy'n cyfateb i'r golau signal, fel bod y signal yn cael ei chwyddo. Ffigur 1 (c) yw ei sbectrwm allyriadau digymell chwyddedig (ASE) 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 cynnydd uchel, lled band mawr, pŵer allbwn uchel, effeithlonrwydd pwmp uchel, colled mewnosod isel, ac ansensitifrwydd i gyflwr polareiddio.
2. Problemau gyda Mwyhaduron Optegol Fiber
Er bod gan y mwyhadur optegol (yn enwedig EDFA) lawer o fanteision rhagorol, nid yw'n fwyhadur delfrydol. Yn ogystal â'r sŵn ychwanegol sy'n lleihau SNR y signal, mae rhai diffygion eraill, megis:
- Mae anwastadrwydd y sbectrwm cynnydd o fewn lled band y mwyhadur yn effeithio ar berfformiad ymhelaethu aml-sianel;
- Pan fydd mwyhaduron optegol yn cael eu rhaeadru, bydd effeithiau sŵn ASE, gwasgariad ffibr ac effeithiau aflinol yn cronni.
Rhaid ystyried y materion hyn wrth gynllunio'r cais a'r system.
3. Cymhwyso Mwyhadur Optegol mewn 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 trawsyrru, ond hefyd fel rhag-fwyhadur y derbynnydd i wella'r sensitifrwydd derbyn, a gall hefyd ddisodli'r ailadroddydd optegol-trydanol-optegol traddodiadol, i ymestyn y trosglwyddiad pellter 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-gwasgariad, mae dylanwad gwasgariad ffibr yn fach. Nid oes angen i'r system hon berfformio adfywiad amseriad signal cyflawn (cyfnewid 3R) ym mhob gorsaf gyfnewid. Mae'n ddigon i chwyddo'r signal optegol yn uniongyrchol gyda mwyhadur optegol (cyfnewid 1R). Gellir defnyddio mwyhaduron optegol nid yn unig mewn systemau cefnffyrdd pellter hir ond hefyd mewn rhwydweithiau dosbarthu ffibr optegol, yn enwedig mewn systemau WDM, i chwyddo sianeli lluosog ar yr un pryd.
1) Cymhwyso Mwyhadur Optegol mewn Systemau Cyfathrebu Cefnffordd Ffibr Optegol
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 rhag-fwyhadur y derbynnydd fel bod y pellter di-gyfnewid yn cael ei ddyblu. Er enghraifft, mabwysiadu EDFA, y system trawsyrru pellter o 1.8Gb/s yn cynyddu o 120km i 250km neu hyd yn oed yn cyrraedd 400km. Ffigur 2 (b)-(d) yw cymhwyso mwyhaduron optegol mewn systemau aml-gyfnewid; Ffigur (b) yw'r modd cyfnewid 3R traddodiadol; Ffigur (c) yw modd cyfnewid cymysg ailadroddyddion 3R a mwyhaduron optegol; Ffigur 2 (d) Mae'n fodd cyfnewid holl-optegol; mewn system gyfathrebu holl-optegol, nid yw'n cynnwys cylchedau amseru ac adfywio, felly mae'n bit-dryloyw, ac nid oes unrhyw gyfyngiad "wisger 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 mewn Rhwydwaith Dosbarthu Ffibr Optegol
Mae manteision allbwn pŵer uchel mwyhaduron 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 sy'n defnyddio mwyhaduron optegol nid yn unig gynyddu nifer y defnyddwyr dosbarthedig yn fawr, ond hefyd ehangu llwybr y rhwydwaith yn fawr. Mae datblygiadau diweddar wedi dangos bod dosbarthiad ffibr optegol / hybrid (HFC) yn tynnu cryfderau'r ddau a bod ganddo gystadleurwydd cryf.
Mae Ffigur 4 yn enghraifft o rwydwaith dosbarthu ffibr optegol ar gyfer modiwleiddio AM-VSB o 35 sianel deledu. Ffynhonnell golau y 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 ddosbarthu, 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 pwysol y prawf yn fwy na 45dB, ac nid oedd EDFA yn achosi gostyngiad yn y CSO.
Amser post: Ebrill-23-2023