1. Ka Hoʻokaʻawale ʻana oFʻIberAnā mea hoʻonui
ʻEkolu mau ʻano nui o nā amplifier optical:
(1) Mea Hoʻonui Optical Semiconductor (SOA, Mea Hoʻonui Optical Semiconductor);
(2) ʻO nā mea hoʻonui fiber optical i hoʻohui ʻia me nā mea honua laha ʻole (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, etc.), ʻo ia hoʻi nā mea hoʻonui fiber i hoʻohui ʻia me ka erbium (EDFA), a me nā mea hoʻonui fiber thulium-doped (TDFA) a me nā mea hoʻonui fiber praseodymium-doped (PDFA), a pēlā aku.
(3) Nā mea hoʻonui fiber nonlinear, ʻo ia hoʻi nā mea hoʻonui fiber Raman (FRA, Fiber Raman Amplifier). Hōʻike ʻia ka hoʻohālikelike hana nui o kēia mau mea hoʻonui optical ma ka papa.
EDFA (Mea Hoʻonui Fiber Doped Erbium)
Hiki ke hoʻokumu ʻia kahi ʻōnaehana laser multi-level ma ke kāwili ʻana i ka fiber quartz me nā mea honua laha ʻole (e like me Nd, Er, Pr, Tm, a pēlā aku), a hoʻonui pololei ʻia ke kukui hōʻailona hoʻokomo ma lalo o ka hana a ke kukui pamu. Ma hope o ka hāʻawi ʻana i nā manaʻo kūpono, hoʻokumu ʻia kahi laser fiber. ʻO ka nalu hana o ka mea hoʻonui fiber Nd-doped he 1060nm a me 1330nm, a ua kaupalena ʻia kona hoʻomohala ʻana a me ka hoʻohana ʻana ma muli o ka ʻokoʻa mai ke awa poho maikaʻi loa o ke kamaʻilio fiber optic a me nā kumu ʻē aʻe. Aia nā nalu hana o EDFA a me PDFA i loko o ka puka makani o ka pohō haʻahaʻa loa (1550nm) a me ka nalu dispersion zero (1300nm) o ke kamaʻilio fiber optical, a hana ʻo TDFA ma ka S-band, he kūpono loa ia no nā noi ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical. ʻOi loa ʻo EDFA, ka hoʻomohala wikiwiki loa, ua kūpono.
ʻO kaPke kumu o EDFA
Ua hōʻike ʻia ke ʻano kumu o EDFA ma ke Kiʻi 1(a), nona ka nui o kahi medium hana (ʻo ka fiber silica i hoʻopaʻa ʻia me ka erbium ma kahi o nā ʻumi mika ka lōʻihi, me ke anawaena kumu o 3-5 microns a me kahi hoʻohuihui doping o (25-1000)x10-6), ke kumu kukui pamu (990 a i ʻole 1480nm LD), ka mea hoʻohui optical a me ka mea hoʻokaʻawale optical. Hiki i ke kukui hōʻailona a me ke kukui pamu ke hoʻolaha ma ke kuhikuhi like (codirectional pumping), nā kuhikuhi ʻē aʻe (reverse pumping) a i ʻole nā kuhikuhi ʻelua (bidirectional pumping) i loko o ka fiber erbium. Ke hoʻokomo ʻia ke kukui hōʻailona a me ke kukui pamu i loko o ka fiber erbium i ka manawa like, ua hoʻonāukiuki ʻia nā ion erbium i kahi pae ikehu kiʻekiʻe ma lalo o ka hana a ke kukui pamu (Kiʻi 1(b), kahi ʻōnaehana ʻekolu-pae), a pala koke i ka pae ikehu metastable, ke hoʻi ia i ke kūlana honua ma lalo o ka hana a ke kukui hōʻailona hanana, hoʻopuka ia i nā photons e pili ana i ke kukui hōʻailona, i hoʻonui ʻia ai ka hōʻailona. ʻO ke Kiʻi 1 (c) kona spectrum hoʻonui spontaneous emission (ASE) 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 pono o ka pamu kiʻekiʻe, ka pohō hoʻokomo haʻahaʻa, a me ka insensitivity i ke kūlana polarization.
2. Nā pilikia me nā mea hoʻonui fiber optical
ʻOiai he nui nā pono koʻikoʻi o ka mea hoʻonui optical (ʻoi aku hoʻi ʻo EDFA), ʻaʻole ia he mea hoʻonui 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 ke kūlike ʻole o ka spectrum gain i loko o ka bandwidth amplifier e hoʻopilikia i ka hana amplification multi-channel;
- Ke hoʻohui ʻia nā amplifiers optical, e hōʻiliʻili ʻia nā hopena o ka walaʻau ASE, ka hoʻopuehu fiber a me nā hopena nonlinear.
Pono e noʻonoʻo ʻia kēia mau mea i ka hoʻomohala ʻana i ka ʻōnaehana a me ka hoʻonohonoho ʻana o ka polokalamu.
3. Hoʻohana ʻia o ka Optical Amplifier ma ka ʻōnaehana kamaʻilio Optical Fiber
I loko o ka ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical, ʻo kaMea Hoʻonui ʻŌnaehana Fiber Opticalhiki ke hoʻohana ʻia ʻaʻole wale ma ke ʻano he mea hoʻonui mana o ka transmitter e hoʻonui i ka mana hoʻoili, akā ma ke ʻano he preamplifier o ka mea loaʻa e hoʻomaikaʻi i ka ʻike e loaʻa ana, a hiki ke hoʻololi i ka repeater optical-electrical-optical kuʻuna, e hoʻolōʻihi i ka mamao o ka hoʻoili a hoʻomaopopo i ke kamaʻilio āpau-optical.
I loko o nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical, ʻo nā kumu nui e kaupalena ana i ka mamao o ka hoʻoili ʻana, ʻo ia ka nalowale a me ka hoʻopuehu ʻana o ka fiber optical. Ma ka hoʻohana ʻana i kahi kumu kukui spectrum haiki, a i ʻole e hana kokoke ana i ka nalu zero-dispersion, he liʻiliʻi ka mana o ka hoʻopuehu fiber. ʻAʻole pono kēia ʻōnaehana e hana i ka hoʻoulu hou ʻana o ka hōʻailona hōʻailona piha (3R relay) ma kēlā me kēia kikowaena relay. Ua lawa ia e hoʻonui pololei i ka hōʻailona optical me kahi amplifier optical (1R relay). Hiki ke hoʻohana ʻia nā amplifier optical ʻaʻole wale ma nā ʻōnaehana trunk mamao loa akā i nā pūnaewele hoʻolaha fiber optical, ʻoi aku hoʻi ma nā ʻōnaehana WDM, e hoʻonui i nā kahawai he nui i ka manawa like.
1) Ka hoʻohana ʻana o nā Optical Amplifiers i nā ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical Trunk
ʻO ke Kiʻi 2 kahi kiʻikuhi hoʻolālā o ka hoʻohana ʻana o ka mea hoʻonui optical i loko o ka ʻōnaehana kamaʻilio fiber optical kumu. (a) hōʻike ke kiʻi ua hoʻohana ʻia ka mea hoʻonui optical ma ke ʻano he mea hoʻonui mana o ka mea hoʻoili a me ka preamplifier o ka mea loaʻa i mea e pāpālua ai ka mamao non-relay. No ka laʻana, me ka hoʻohana ʻana iā EDFA, ka hoʻoili ʻana o ka ʻōnaehana Hoʻonui ka mamao o 1.8Gb/s mai 120km a i 250km a hiki paha i 400km. ʻO ke Kiʻi 2 (b)-(d) ka hoʻohana ʻana o nā amplifier optical i nā ʻōnaehana multi-relay; ʻO ke Kiʻi (b) ke ʻano relay 3R kuʻuna; ʻO ke Kiʻi (c) ke ʻano relay hui pū ʻia o nā mea hoʻihoʻi 3R a me nā amplifier optical; Kiʻi 2 (d) He ʻano relay optical āpau ia; i loko o kahi ʻōnaehana kamaʻilio optical āpau, ʻaʻole ia e hoʻokomo i nā kaapuni manawa a me ka hana hou ʻana, no laila he bit-transparent, a ʻaʻohe palena "electronic bottle whisker". Inā hoʻololi ʻia nā lako hoʻouna a loaʻa ma nā ʻaoʻao ʻelua, maʻalahi ke hoʻonui mai kahi haʻahaʻa haʻahaʻa i kahi kiʻekiʻe, a ʻaʻole pono e hoʻololi ʻia ka amplifier optical.
2) Ka hoʻohana ʻana o ka Optical Amplifier ma ka Pūnaewele Hoʻolaha Fiber Optical
He mea pono loa nā pono o ka mana kiʻekiʻe o nā amplifiers optical (ʻoi aku hoʻi ʻo EDFA) i nā pūnaewele hoʻolaha broadband (e like meCATVNā Pūnaewele). Hoʻohana ka pūnaewele CATV kuʻuna i ke kaula coaxial, pono e hoʻonui ʻia i kēlā me kēia mau haneli mika, a ʻo ka radius lawelawe o ka pūnaewele ma kahi o 7km. ʻAʻole hiki i ka pūnaewele CATV fiber optical e hoʻohana ana i nā amplifier optical ke hoʻonui nui i ka nui o nā mea hoʻohana i hoʻolaha ʻia, akā hoʻonui nui hoʻi i ke ala pūnaewele. Ua hōʻike ʻia nā hoʻomohala hou e huki ana ka hoʻolaha ʻana o ka optical fiber/hybrid (HFC) i nā ikaika o nā mea ʻelua a he hoʻokūkū ikaika.
ʻO ke Kiʻi 4 kahi laʻana o kahi pūnaewele hoʻolaha fiber optical no ka modulation AM-VSB o 35 mau kahawai o ke TV. ʻO ke kumu kukui 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-pae EDFA ma ke ʻano he amplifier 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 hoʻokipa optical -9.2d Bm. Ma hope o 4 mau pae o ka hoʻolaha ʻana, ua hiki ka huina o nā mea hoʻohana i 4.2 miliona, a ʻoi aku ka nui o ke ala pūnaewele ma mua o nā ʻumi kilomita. ʻOi aku ka nui o ka lakio hōʻailona-i-ka-walaʻau o ka hoʻāʻo ma mua o 45dB, a ʻaʻole i hoʻemi ʻo EDFA i ka CSO.
Ka manawa hoʻouna: ʻApelila-23-2023