1. Hoʻokaʻawale ʻana oFiberAmea hoʻonui
ʻEkolu ʻano nui o nā mea hoʻonui optical:
(1) Semiconductor Optical Amplifier (SOA, Semiconductor Optical Amplifier);
(2) ʻO nā mea hoʻonui fiber Optical i hoʻopaʻa ʻia me nā mea honua laha ʻole (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, etc.), ka nui o ka erbium-doped fiber amplifier (EDFA), a me nā thulium-doped fiber amplifiers (TDFA) a me praseodymium-doped fiber amplifiers (PDFA), etc.
(3) Nonlinear fiber amplifiers, nui ka fiber Raman amplifiers (FRA, Fiber Raman Amplifier).Hōʻike ʻia ka hoʻohālikelike hana nui o kēia mau amplifiers optical ma ka papa
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier)
Hiki ke hoʻokumu ʻia kahi ʻōnaehana laser multi-level ma ka doping ʻana i ka fiber quartz me nā mea ʻano honua ʻokoʻa (e like me Nd, Er, Pr, Tm, a me nā mea ʻē aʻe), a hoʻonui pololei ʻia ke kukui hōʻailona hoʻokomo ma lalo o ka hana o ke kukui pamu.Ma hope o ka hāʻawi ʻana i nā manaʻo kūpono, hoʻokumu ʻia kahi laser fiber.ʻO ka nalu hana o ka Nd-doped fiber amplifier he 1060nm a me 1330nm, a ua kaupalena ʻia kona hoʻomohala ʻana a me ka hoʻohana ʻana ma muli o ka haʻalele ʻana mai ke awa kuʻi maikaʻi loa o ke kamaʻilio fiber optic a me nā kumu ʻē aʻe.ʻO nā hawewe hana o EDFA a me PDFA aia i loko o ka puka aniani o ka haʻahaʻa haʻahaʻa (1550nm) a me ka zero dispersion wavelength (1300nm) o ke kamaʻilio fiber optical, a ke hana nei ʻo TDFA i ka S-band, i kūpono loa no nā noi ʻōnaehana kamaʻilio optical fiber. .ʻOi aku ka maikaʻi o ka EDFA, ka hoʻomohala wikiwiki loa.
ʻO kaPkikoʻī o EDFA
Hōʻike ʻia ke ʻano kumu o EDFA ma ke Kiʻi 1(a), ka mea nui i haku ʻia me kahi mea hana (erbium-doped silica fiber e pili ana i ʻumi mau mika ka lōʻihi, me ke anawaena kumu o 3-5 microns a me ka ʻike doping o (25). -1000)x10-6), puna puna māmā (990 a i ʻole 1480nm LD), mea hoʻohui ʻike a me ka mea hoʻokaʻawale optical.Hiki ke hoʻolaha ʻia ke kukui hōʻailona a me ke kukui pahū ma ka ʻaoʻao like (codirectional pumping), nā ʻaoʻao ʻē aʻe (reverse pumping) a i ʻole nā ʻaoʻao ʻelua (bidirectional pumping) i loko o ka fiber erbium.Ke hoʻokomoʻia ke kukui hōʻailona a me ke kukui paila i loko o ka fiber erbium i ka manawa hoʻokahi, ua hauʻoli nā ion erbium i kahi kiʻekiʻe o ka ikehu ma lalo o ka hana a ke kukui pump (Figure 1 (b), kahi pūnaeweleʻekolu-level), a me ka pohō koke i ka pae ikehu metastable, i ka wā e hoʻi ai i ka moku'āina ma lalo o ka hana o ke kukui hōʻailona hanana, hoʻopuka ia i nā photons e pili ana i ke kukui hōʻailona, no laila e hoʻonui ʻia ka hōʻailona.ʻO ke kiʻi 1 (c) ʻo ia ka mea hoʻonui i hoʻokuʻu ʻia (ASE) spectrum me kahi bandwidth nui (a hiki i 20-40nm) a me ʻelua mau piko e pili ana i 1530nm a me 1550nm.
ʻO nā pōmaikaʻi nui o EDFA ka loaʻa kiʻekiʻe, ka bandwidth nui, ka mana hoʻopuka kiʻekiʻe, ka maikaʻi o ka paila kiʻekiʻe, ka poho hoʻokomo haʻahaʻa, a me ka insensitivity i ke kūlana polarization.
2. Nā pilikia me ka Fiber Optical Amplifiers
ʻOiai he nui nā mea maikaʻi o ka optical amplifier (ʻoi aku ka EDFA), ʻaʻole ia he amplifier kūpono.Ma waho aʻe o ka walaʻau hou e hōʻemi ana i ka SNR o ka hōʻailona, aia kekahi mau hemahema ʻē aʻe, e like me:
- ʻO ka like ʻole o ka loaʻa spectrum i loko o ka bandwidth amplifier e pili ana i ka hana hoʻonui nui-kanal;
- Ke hoʻonui ʻia nā mea hoʻonui optical, e hōʻiliʻili nā hopena o ka walaʻau ASE, ka hoʻopuehu fiber a me nā hopena nonlinear.
Pono e noʻonoʻo ʻia kēia mau pilikia ma ka noi a me ka hoʻolālā ʻōnaehana.
3. Hoʻohana i ka Optical Amplifier ma Optical Fiber Communication System
Ma ka ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical, kaMea Hoʻonui Fiber OpticalʻAʻole hiki ke hoʻohana ʻia ʻaʻole wale me ka mana hoʻonui hoʻonui o ka transmitter e hoʻonui i ka mana o ka hoʻouna ʻana, akā ma ke ʻano he preamplifier o ka mea hoʻokipa e hoʻomaikaʻi ai i ka naʻau o ka loaʻa ʻana, a hiki ke hoʻololi i ka optical-electrical-optical repeater, e hoʻonui i ka hoʻouna. mamao a hoʻomaopopo i ke kamaʻilio optika āpau.
I nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical, ʻo nā kumu nui e kaupalena ana i ka mamao o ka hoʻouna ʻana ʻo ka nalowale a me ka hoʻopuehu ʻana o ka fiber optical.Me ka hoʻohana ʻana i kahi kumu kukui haiki, a i ʻole e hana ana ma kahi kokoke i ka lōʻihi o ka hoʻopuehu zero, liʻiliʻi ka mana o ka hoʻopuehu ʻana o ka fiber.ʻAʻole pono kēia ʻōnaehana e hana hou i ka manawa hōʻailona piha (3R relay) ma kēlā me kēia kikowaena relay.Ua lawa ia no ka hoʻonui pono ʻana i ka hōʻailona optical me kahi mea hoʻonui optical (1R relay).Hiki ke hoʻohana ʻia nā mea hoʻonui Optical ʻaʻole wale ma nā ʻōnaehana koʻokoʻo lōʻihi akā i loko o nā pūnaewele hoʻolaha fiber optical, ʻoi aku hoʻi i nā ʻōnaehana WDM, e hoʻonui i nā kaha he nui i ka manawa like.
1) No ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻonui ʻike i loko o nā ʻōnaehana kamaʻilio ʻo Trunk Optical Fiber Communication
Fig. 2 he kiʻi kiʻi kiʻi o ka hoʻohana ʻana i ka mea hoʻonui optical i loko o ka ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical.(a) hōʻike ke kiʻi e hoʻohana ʻia ka amplifier optical e like me ka hoʻonui ʻana i ka mana o ka transmitter a me ka preamplifier o ka mea hoʻokipa i pāpālua ʻia ka mamao non-relay.No ka laʻana, ka lawe ʻana i ka EDFA, ka hoʻoili ʻana o ka ʻōnaehana piʻi ka mamao o 1.8Gb/s mai 120km a 250km a i ʻole hiki i 400km.ʻO ke kiʻi 2 (b)-(d) ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻonui optical i nā ʻōnaehana multi-relay;ʻO ke kiʻi (b) ke ʻano kuʻuna relay 3R;ʻO ke kiʻi (c) ke ʻano relay hui ʻia o nā mea hou 3R a me nā mea hoʻonui optical;Kiʻi 2 (d) ʻO ia ke ʻano relay-optical āpau;i loko o kahi ʻōnaehana kamaʻilio optical āpau, ʻaʻole ia e hoʻokomo i nā kaapuni manawa a me ka hoʻoponopono hou ʻana, no laila, ʻaʻole maopopo, a ʻaʻohe palena "ʻeleʻele ʻeleʻele whisker".E like me ka lōʻihi o ka hoʻouna ʻana a me ka loaʻa ʻana o nā mea hana ma nā ʻaoʻao ʻelua, ua maʻalahi ka hoʻonui ʻana mai kahi haʻahaʻa haʻahaʻa i kahi kiʻekiʻe kiʻekiʻe, ʻaʻole pono e hoʻololi ʻia ka mea hoʻonui optical.
2) Hoʻohana i ka Optical Amplifier i ka Optical Fiber Distribution Network
ʻO nā pōmaikaʻi puka mana kiʻekiʻe o nā amplifiers optical (ʻoi aku ka maikaʻi o EDFA) he mea maikaʻi loa ia i nā pūnaewele hoʻolaha ākea (e like meCATVPūnaewele).Hoʻohana ka ʻoihana CATV maʻamau i ke kaula coaxial, pono e hoʻonui ʻia i kēlā me kēia mau haneli mau mika, a ʻo ka radius lawelawe o ka pūnaewele ma kahi o 7km.ʻAʻole hiki i ka fiber optical CATV network me ka hoʻohana ʻana i nā amplifiers optical ʻaʻole hiki ke hoʻonui nui i ka helu o nā mea hoʻohana i hāʻawi ʻia, akā hoʻonui nui i ke ala pūnaewele.Ua hōʻike ʻia nā hanana hou i ka hāʻawi ʻana o ka optical fiber/hybrid (HFC) i ka ikaika o nā mea ʻelua a he ikaika hoʻi ka hoʻokūkū.
He laʻana ka Figure 4 o kahi pūnaewele hoʻolaha fiber optical no ka modulation AM-VSB o nā kaha 35 o ke TV.ʻO ke kumu māmā o ka transmitter ʻo DFB-LD me ka nalu o 1550nm a me ka mana hoʻopuka o 3.3dBm.Ke hoʻohana nei i ka 4-level EDFA ma ke ʻano he mea hoʻonui hoʻolaha mana, ʻo kona mana hoʻokomo ma kahi o -6dBm, a ʻo kona mana hoʻopuka ma kahi o 13dBm.ʻO ka ʻike o ka mea hoʻopaʻa uila -9.2d Bm.Ma hope o 4 mau pae o ka hāʻawi ʻana, ua hōʻea ka nui o nā mea hoʻohana i ka 4.2 miliona, a ʻoi aku ke ala o ka pūnaewele ma mua o ʻumi mau kilomita.ʻOi aku ka nui o ka ratio hōʻailona-a-noise kaumaha ma mua o 45dB, a ʻaʻole i hoʻemi ʻo EDFA i ka CSO.
Ka manawa hoʻouna: Apr-23-2023