1. קלאַסיפֿיקאַציע פֿוןFאיבערAפֿאַרשטאַרקער
עס זענען דא דריי הויפּט טיפּן אָפּטישע אַמפּליפייערס:
(1) האַלב-קאָנדוקטאָר אָפּטישער אַמפּליפייער (SOA, האַלב-קאָנדוקטאָר אָפּטישער אַמפּליפייער);
(2) אָפּטישע פֿאַזער אַמפּליפֿיערס דאָפּירט מיט זעלטענע ערד עלעמענטן (ערביום Er, טהוליום Tm, פּראַסעאָדימיום Pr, רובידיום Nd, אאז"וו), מערסטנס ערביום-דאָפּירטע פֿאַזער אַמפּליפֿיערס (EDFA), ווי אויך טוליום-דאָפּעד פיברע אַמפּלאַפייערז (TDFA) און פּראַסעאָדימיום-דאָפּעד פיברע אַמפּלאַפייערז (PDFA), אאז"וו.
(3) נישט-לינעאַרע פיברע אַמפּליפייערז, הויפּטזעכלעך פיברע ראַמאַן אַמפּליפייערז (FRA, Fiber Raman Amplifier). דער הויפּט פאָרשטעלונג פאַרגלייַך פון די אָפּטישע אַמפּליפייערז איז געוויזן אין דער טאַבעלע.
EDFA (ערביום דאָפּעד פיברע אַמפּליפייער)
א מולטי-לעוועל לייזער סיסטעם קען געשאפן ווערן דורך דאפּן די קוואַרץ פיברע מיט זעלטענע ערד עלעמענטן (אַזאַ ווי Nd, Er, Pr, Tm, אאז"וו), און די אינפוט סיגנאַל ליכט ווערט גלייך פארשטארקט אונטער דער אַקציע פון די פּאָמפּע ליכט. נאָך צושטעלן פּאַסיק באַמערקונגען, ווערט געשאפן אַ פיברע לייזער. די אַרבעטס כוואַליע לענג פון די Nd-דאָפּעד פיברע פארשטארקער איז 1060 נם און 1330 נם, און זיין אַנטוויקלונג און אַפּליקאַציע זענען באַגרענעצט רעכט צו דיווייישאַן פון די בעסטע זינק פּאָרט פון פיברע אָפּטיק קאָמוניקאַציע און אנדערע סיבות. די אָפּערייטינג כוואַליע לענג פון EDFA און PDFA זענען ריספּעקטיוולי אין די פֿענצטער פון די לאָואַסט אָנווער (1550 נם) און נול דיספּערזשאַן כוואַליע לענג (1300 נם) פון אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע, און TDFA אַרבעט אין די S-באַנד, וואָס זענען זייער פּאַסיק פֿאַר אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע סיסטעם אַפּליקאַציעס. ספּעציעל EDFA, די מערסט שנעל אַנטוויקלונג, איז געווען פּראַקטיש.
דיPפּרינציפּ פון EDFA
די גרונט סטרוקטור פון EDFA ווערט געוויזן אין פיגור 1(א), וואָס איז דער הויפּט צוזאַמענגעשטעלט פון אַן אַקטיוון מעדיום (ערביום-דאָפּט סיליקאַ פיברע בערך צענדליקער מעטער לאַנג, מיט אַ קערן דיאַמעטער פון 3-5 מיקראָנס און אַ דאָפּינג קאָנצענטראַציע פון (25-1000)x10-6), פּאָמפּע ליכט מקור (990 אָדער 1480 נם LD), אָפּטישער קאַפּלער און אָפּטישער איזאָלאַטאָר. סיגנאַל ליכט און פּאָמפּע ליכט קענען זיך פאַרשפּרייטן אין דער זעלביקער ריכטונג (קאָדירעקשאַנאַל פּאָמפּע), פאַרקערטע ריכטונגען (פאַרקערטע פּאָמפּע) אָדער ביידע ריכטונגען (בידירעקשאַנאַל פּאָמפּע) אין דער ערביום פיברע. ווען די סיגנאַל ליכט און די פּאָמפּע ליכט ווערן ינדזשעקטעד אין דער ערביום פיברע אין דער זעלביקער צייט, די ערביום יאָנען ווערן אויפֿגעוועקט צו אַ הויך ענערגיע לעוועל אונטער דער אַקציע פון די פּאָמפּע ליכט (פיגור 1 (ב), אַ דריי-לעוועל סיסטעם), און שנעל פאַרפאַלן צו די מעטאַסטאַבאַל ענערגיע לעוועל, ווען עס קערט זיך צוריק צו דער גרונט צושטאַנד אונטער דער אַקציע פון די אינצידענט סיגנאַל ליכט, עס עמיטירט פאָטאָנס קאָראַספּאַנדינג צו די סיגנאַל ליכט, אַזוי אַז די סיגנאַל איז אַמפּליפיצירט. פיגור 1 (c) איז זיין פארשטארקטע ספאנטאנישע עמיסיע (ASE) ספּעקטרום מיט א גרויסער באַנדברייט (ביז 20-40 נאַנאָמעטער) און צוויי שפּיצן וואָס קאָרעספּאָנדירן צו 1530 נאַנאָמעטער און 1550 נאַנאָמעטער בהתאמה.
די הויפּט מעלות פון EDFA זענען הויך געווינס, גרויסע באַנדווידט, הויך אַוטפּוט מאַכט, הויך פּאָמפּע עפעקטיווקייט, נידעריק ינסערשאַן אָנווער, און ינסענסיטיוויטי צו פּאָלאַריזאַציע שטאַט.
2. פראבלעמען מיט פיבער אפטישע פארשטארקערס
כאָטש דער אָפּטישער אַמפליפייער (ספּעציעל EDFA) האָט אַ סך אויסגעצייכנטע מעלות, איז עס נישט קיין אידעאַלער אַמפליפייער. אין דערצו צו דעם צוגעלייגטן ראַש וואָס רעדוצירט דעם SNR פונעם סיגנאַל, זענען דאָ עטלעכע אַנדערע חסרונות, ווי צום ביישפּיל:
- אומגלייכקייט פון די געווינס ספּעקטרום אין די אַמפּליפייער באַנדווידט אַפעקטירט מולטי-קאַנאַל אַמפּליפיקאַציע פאָרשטעלונג;
ווען אָפּטישע אַמפּליפייערז ווערן קאַסקאַדירט, וועלן די ווירקונגען פון ASE ראַש, פיברע דיספּערזשאַן און ניט-לינעאַרע ווירקונגען זיך אָנקלייַבן.
די פראבלעמען מוזן באטראכט ווערן אין אפליקאציע און סיסטעם פלאן.
3. אַפּליקאַציע פון אָפּטישן אַמפּליפייער אין אָפּטישן פיבער קאָמוניקאַציע סיסטעם
אין דעם אָפּטישן פיברע קאָמוניקאַציע סיסטעם, דיפיבער אָפּטישער אַמפּליפייערקען גענוצט ווערן ניט נאר אלס א מאכט בוסט פארשטארקער פונעם טראנסמיטער צו פארגרעסערן די טראנסמיסיע מאכט, נאר אויך אלס א פאר-פארשטארקער פונעם ריסיווער צו פארבעסערן די ריסיווינג סענסיטיוויטי, און קען אויך פארטרעטן דעם טראדיציאנעלן אפטישן-עלעקטרישן-אפטישן ריפיטער, צו פארלענגערן די טראנסמיסיע דיסטאנץ און רעאליזירן אל-אפטישע קאמוניקאציע.
אין אפטישע פיברע קאמוניקאציע סיסטעמען, די הויפט פאקטארן וואס באגרענעצן די טראנסמיסיע דיסטאנץ זענען די פארלוסט און פארשפרייטונג פון די אפטישע פיברע. ניצן א שמאל-ספעקטרום ליכט מקור, אדער ארבעטן נאנט צו די נול-פארשפרייטונג כוואליע, איז דער איינפלוס פון פיברע פארשפרייטונג קליין. די סיסטעם דארף נישט דורכפירן א פולשטענדיגע סיגנאל טיימינג רעגענעראציע (3R רעליי) ביי יעדער רעליי סטאנציע. עס איז גענוג צו דירעקט פארשטארקן דעם אפטישן סיגנאל מיט אן אפטישן פארשטארקער (1R רעליי). אפטישע פארשטארקערס קענען גענוצט ווערן נישט נאר אין לאנג-דיסטאנץ טרונק סיסטעמען נאר אויך אין אפטישע פיברע פארשפרייטונג נעטוואורקס, ספעציעל אין WDM סיסטעמען, צו פארשטארקן קייפל קאנאלן סיימאַלטייניש.
1) אַפּליקאַציע פון אָפּטישע אַמפּליפייערז אין טרונק אָפּטישע פיברע קאָמוניקאַציע סיסטעמען
פיגור 2 איז א סכעמאטישע דיאגראם פון דער אנווענדונג פון דעם אפטישן פארשטארקער אין דעם טרונק אפטישן פיבער קאמוניקאציע סיסטעם. (א) די בילד ווייזט אז דער אפטישער פארשטארקער ווערט גענוצט אלס דער פאוער בוסט פארשטארקער פונעם טראנסמיטער און דער פארשטארקער פונעם ריסיווער אזוי אז די נישט-רעליי דיסטאנץ ווערט פארדאפלט. למשל, אויב מען נעמט אן EDFA, די סיסטעם טראנסמיסיע... דיסטאַנץ פון 1.8Gb/s פאַרגרעסערט זיך פון 120 קילאָמעטער ביז 250 קילאָמעטער אָדער דערגרייכט אפילו 400 קילאָמעטער. פיגור 2 (ב)-(ד) איז די אַפּליקאַציע פון אָפּטישע אַמפּליפייערז אין מולטי-רעליי סיסטעמען; פיגור (ב) איז דער טראַדיציאָנעלער 3R רעליי מאָדע; פיגור (ג) איז דער געמישטער רעליי מאָדע פון 3R ריפּיטערז און אָפּטישע אַמפּליפייערז; פיגור 2 (ד) עס איז אַן אַל-אָפּטישער רעליי מאָדע; אין אַן אַל-אָפּטישער קאָמוניקאַציע סיסטעם, נעמט עס נישט אריין טיימינג און רעגענעראַציע קרייזן, אַזוי עס איז ביט-טראַנספּאַרענט, און עס איז נישטאָ קיין "עלעקטראָנישע פלאַש וויסקער" באַגרענעצונג. ווי לאַנג ווי די שיקן און באַקומען ויסריכט אויף ביידע ענדס איז ריפּלייסט, איז עס גרינג צו אַפּגרעידן פון אַ נידעריק קורס צו אַ הויך קורס, און דער אָפּטישער אַמפּליפייער דאַרף נישט ריפּלייסט ווערן.
2) אַפּליקאַציע פון אָפּטישן אַמפּליפייער אין אָפּטישן פיבער פאַרשפּרייטונג נעץ
די הויכע מאַכט אַרויסגאַנג אַדוואַנטאַגעס פון אָפּטישע אַמפּליפייערז (ספּעציעל EDFA) זענען זייער נוצלעך אין ברייטבאַנד פאַרשפּרייטונג נעטוואָרקס (אַזאַ וויקאט-טי-ווינעטוואָרקס). די טראַדיציאָנעלע CATV נעטוואָרק נעמט אָן קאָאַקסיאַל קאַבל, וואָס דאַרף ווערן פֿאַרשטאַרקט יעדע עטלעכע הונדערט מעטער, און דער סערוויס ראַדיוס פֿון דער נעטוואָרק איז אַרום 7 קילאָמעטער. די אָפּטישע פֿאַזער CATV נעטוואָרק וואָס ניצט אָפּטישע פֿאַרשטאַרקער קען נישט נאָר שטאַרק פֿאַרגרעסערן די צאָל פֿאַרשפּרייטע באַניצער, נאָר אויך שטאַרק אויסברייטערן דעם נעטוואָרק וועג. לעצטע אַנטוויקלונגען האָבן געוויזן אַז די פֿאַרשפּרייטונג פֿון אָפּטישער פֿאַזער/היבריד (HFC) ציט די שטאַרקייטן פֿון ביידע און האָט אַ שטאַרקע קאָנקורענץ-פֿעיִקייט.
פיגור 4 איז א ביישפּיל פון אן אפטישן פיבער פארשפרייטונג נעץ פאר AM-VSB מאדולאציע פון 35 טעלעוויזיע קאנאלן. די ליכט מקור פון דעם טראנסמיטער איז DFB-LD מיט א כוואליע לענג פון 1550 נ"מ און אן אויסגאנג מאכט פון 3.3 דבמ. ניצנדיק 4-לעוועל EDFA אלס א מאכט פארשפרייטונג פארשטארקער, איז זיין אינפוט מאכט בערך -6 דבמ, און זיין אויסגאנג מאכט איז בערך 13 דבמ. אפטישע ריסיווער סענסיטיוויטי -9.2 דבמ. נאך 4 לעוועלס פון פארשפרייטונג, האט די גאנצע צאל באנוצער דערגרייכט 4.2 מיליאן, און דער נעץ וועג איז מער ווי צענדליקער קילאָמעטער. די געוויכטעטע סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש פון דעם טעסט איז געווען גרעסער ווי 45 דב, און EDFA האט נישט געפֿירט צו א רעדוקציע אין CSO.
פּאָסט צייט: 23סטן אַפּריל 2023