1. SeòrsachadhFiberAàrd-mheudaichean
Tha trì prìomh sheòrsaichean de luchd-àrdachaidh optaigeach ann:
(1) Amplifier Optaigeach Leth-sheoltaiche (SOA, Amplifier Optaigeach Leth-sheoltaiche);
(2) Amplifiers snàithleach optaigeach air an dopadh le eileamaidean talmhainn tearc (erbium Er, thulium Tm, praseodymium Pr, rubidium Nd, msaa.), gu h-àraidh amplifiers snàithleach le dopadh erbium (EDFA), a bharrachd air amplifiers snàithleach le doping thulium (TDFA) agus amplifiers snàithleach le doping praseodymium (PDFA), msaa.
(3) Amplifiers snàithleach neo-loidhneach, gu h-àraidh amplifiers snàithleach Raman (FRA, Fiber Raman Amplifier). Tha prìomh choimeas coileanaidh nan amplifiers optigeach seo air a shealltainn sa chlàr.
EDFA (Amplifier Snàithleach Doped Erbium)
Faodar siostam leusair ioma-ìre a chruthachadh le bhith a’ dopadh eileamaidean talmhainn tearc (leithid Nd, Er, Pr, Tm, msaa.) air an t-snàithleach grian-chlach, agus tha solas an t-soidhne cuir-a-steach air a mheudachadh gu dìreach fo ghnìomhachd an t-solais pumpaidh. Às deidh fios-air-ais iomchaidh a thoirt seachad, tha leusair snàithleach air a chruthachadh. Tha tonn-fhaid obrach an amplifier snàithleach le dopadh Nd 1060nm agus 1330nm, agus tha a leasachadh agus a chleachdadh cuibhrichte air sgàth diall bhon phort sinc as fheàrr airson conaltradh snàithleach optaigeach agus adhbharan eile. Tha tonn-fhaid obrachaidh EDFA agus PDFA fa leth anns an uinneag call as ìsle (1550nm) agus tonn-fhaid sgaoilidh neoni (1300nm) de chonaltradh snàithleach optaigeach, agus tha TDFA ag obair anns a’ chòmhlan-S, a tha glè fhreagarrach airson tagraidhean siostam conaltraidh snàithleach optaigeach. Gu sònraichte tha EDFA, an leasachadh as luaithe, air a bhith practaigeach.
AnPprionnsabal EDFA
Tha structar bunaiteach EDFA air a shealltainn ann am Figear 1(a), a tha air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de mheadhan gnìomhach (snàithleach silica le dopadh erbium mu dheichean de mheatairean a dh'fhaid, le trast-thomhas cridhe de 3-5 micron agus dùmhlachd dopadh de (25-1000)x10-6), stòr solais pumpa (990 no 1480nm LD), ceanglaiche optigeach agus inneal-aonrachaidh optigeach. Faodaidh solas comharran agus solas pumpa sgaoileadh san aon taobh (pumpadh co-stiùiridh), taobhan mu choinneamh (pumpadh cùil) no an dà thaobh (pumpadh dà-stiùiridh) anns an t-snàithleach erbium. Nuair a thèid an solas comharran agus an solas pumpa a stealladh a-steach don t-snàithleach erbium aig an aon àm, bidh na h-ianan erbium air an brosnachadh gu ìre lùtha àrd fo ghnìomh an t-solais pumpa (Figear 1 (b), siostam trì-ìrean), agus bidh iad a’ crìonadh gu sgiobalta chun ìre lùtha metastable, nuair a thilleas e chun staid talmhainn fo ghnìomh an t-solais comharran a tha a’ tighinn a-steach, bidh e a’ leigeil a-mach fotonan a tha a’ freagairt ris an t-solas comharran, gus am bi an comharra air a mheudachadh. 'S e Figear 1 (c) an speactram sgaoilidh fèin-ghluasadach leasaichte (ASE) aige le leud-bann mòr (suas ri 20-40nm) agus dà mhullach a tha a' freagairt ri 1530nm agus 1550nm fa leth.
Is iad na prìomh bhuannachdan a tha aig EDFA buannachd àrd, leud-bann mòr, cumhachd toraidh àrd, èifeachdas pumpa àrd, call cuir a-steach ìosal, agus neo-mhothachadh do staid polarachaidh.
2. Duilgheadasan le Amplifiers Fibre Optical
Ged a tha mòran bhuannachdan sònraichte aig an amplifier optigeach (gu h-àraidh EDFA), chan e amplifier air leth a th’ ann. A bharrachd air an fhuaim a bharrachd a lùghdaicheas SNR an t-soidhne, tha cuid de easbhaidhean eile ann, leithid:
- Bidh neo-chothromachd an speactram buannachd taobh a-staigh leud-bann an amplifier a’ toirt buaidh air coileanadh amplification ioma-seanail;
- Nuair a bhios amplifiers optaigeach air an eas-chruthachadh, cruinnichidh buaidhean fuaim ASE, sgaoileadh snàithleach agus buaidhean neo-loidhneach.
Feumar beachdachadh air na cùisean seo ann an dealbhadh thagraidhean is siostaman.
3. Cleachdadh Amplifier Optaigeach ann an Siostam Conaltraidh Snàithleach Optaigeach
Anns an t-siostam conaltraidh snàithleach optaigeach, anAmplifier snàth optaigeachFaodar a chleachdadh chan ann a-mhàin mar amplifier àrdachadh cumhachd an tar-chuir gus cumhachd an tar-chuir a mheudachadh, ach cuideachd mar ro-amplifier a’ ghlacadair gus cugallachd an glacaidh a leasachadh, agus faodaidh e cuideachd an ath-chraoladair optigeach-dealain-optigeach traidiseanta a chuir na àite, gus an astar tar-chuir a leudachadh agus conaltradh uile-optigeach a thoirt gu buil.
Ann an siostaman conaltraidh snàithleach optaigeach, is e call agus sgaoileadh an t-snàithleach optaigeach na prìomh nithean a chuireas bacadh air an astar tar-chuir. Le bhith a’ cleachdadh stòr solais caol-speactram, no ag obair faisg air tonn-fhaid neoni-sgaoilidh, tha buaidh sgaoileadh snàithleach beag. Chan fheum an siostam seo ath-nuadhachadh iomlan tìm comharran (sealaidheachd 3R) a dhèanamh aig gach stèisean sealaidheachd. Tha e gu leòr an comharra optaigeach a mheudachadh gu dìreach le amplifier optaigeach (sealaidheachd 1R). Faodar amplifiers optaigeach a chleachdadh chan ann a-mhàin ann an siostaman stoc fad-astar ach cuideachd ann an lìonraidhean cuairteachaidh snàithleach optaigeach, gu sònraichte ann an siostaman WDM, gus iomadh seanail a mheudachadh aig an aon àm.
1) Cleachdadh Amplifiers Optaigeach ann an Siostaman Conaltraidh Snàithleach Optaigeach Bun-stoc
Tha Figear 2 na dhiagram sgemataig de chur an sàs an amplifier optaigeach ann an siostam conaltraidh snàithleach optaigeach stoc. (a) tha an dealbh a’ sealltainn gu bheil an amplifier optaigeach air a chleachdadh mar amplifier àrdachadh cumhachd an tar-chuir agus ro-amplifier an ghlacadair gus am bi an t-astar neo-chraolaidh air a dhùblachadh. Mar eisimpleir, le bhith a’ gabhail ri EDFA, bidh tar-chur an t-siostaim Bidh astar 1.8Gb/s ag àrdachadh bho 120km gu 250km no eadhon a’ ruighinn 400km. ’S e Figear 2 (b)-(d) cleachdadh amplifiers optigeach ann an siostaman ioma-chraolaidh; ’S e Figear (b) am modh craolaidh 3R traidiseanta; ’S e Figear (c) am modh craolaidh measgaichte de ath-chraoladairean 3R agus amplifiers optigeach; Figear 2 (d) ’S e modh craolaidh uile-optigeach a th’ ann; ann an siostam conaltraidh uile-optigeach, chan eil cuairtean tìm is ath-nuadhachaidh ann, agus mar sin tha e follaiseach bho bhideagan, agus chan eil cuingealachadh “feusag botail dealanach” ann. Cho fad ’s a thèid an uidheamachd cur is faighinn aig gach ceann a chur na àite, tha e furasta ùrachadh bho ìre ìosal gu ìre àrd, agus chan fheum an amplifier optigeach a chur na àite.
2) Cleachdadh Amplifier Optaigeach ann an Lìonra Sgaoilidh Snàithleach Optaigeach
Tha na buannachdan toraidh cumhachd àrd a tha aig amplifiers optigeach (gu sònraichte EDFA) glè fheumail ann an lìonraidhean cuairteachaidh leathan-bann (leithidCATVLìonraidhean). Bidh an lìonra CATV traidiseanta a’ cleachdadh càball coaxial, a dh’ fheumar a mheudachadh a h-uile grunn cheudan meatairean, agus tha radius seirbheis an lìonra mu 7km. Chan urrainn don lìonra CATV snàithleach optaigeach a bhios a’ cleachdadh amplifiers optaigeach ach an àireamh de luchd-cleachdaidh sgaoilte a mheudachadh gu mòr, ach cuideachd slighe an lìonra a leudachadh gu mòr. Tha leasachaidhean o chionn ghoirid air sealltainn gu bheil sgaoileadh snàithleach optaigeach/measgaichte (HFC) a’ tarraing neartan an dà chuid agus gu bheil farpais làidir aige.
Tha Figear 4 na eisimpleir de lìonra cuairteachaidh snàithleach optaigeach airson modulachadh AM-VSB de 35 seanalan Tbh. Is e DFB-LD stòr solais an tar-chuir le tonn-fhaid de 1550nm agus cumhachd toraidh de 3.3dBm. A’ cleachdadh EDFA 4-ìrean mar amplifier cuairteachaidh cumhachd, tha a chumhachd cuir a-steach mu -6dBm, agus tha a chumhachd toraidh mu 13dBm. Mothachaidh glacadair optaigeach -9.2d Bm. Às deidh 4 ìrean de chuairteachadh, tha an àireamh iomlan de luchd-cleachdaidh air ruighinn 4.2 millean, agus tha slighe an lìonra nas motha na deichean de chilemeatairean. Bha co-mheas cuideam comharra-gu-fuaim na deuchainn nas motha na 45dB, agus cha do dh’ adhbhraich EDFA lùghdachadh ann an CSO.
Àm puist: 23 Giblean 2023